Физико-химические изменения в сушеных грибах при хранении

Гигроскопические свойства. Сохраняемость сушеных пищевых продуктов в первую очередь зависит от способности к сорбции и десорбции паров воды из окружающей среды.

Появление свободной воды в сушеных грибах приводит к созданию условий для протекания ферментативных процессов, что влечет за собой снижение качества, а также ускорение развития микроорганизмов и возможную полную порчу продукта. Влажность, при которой возникают эти процессы, получила название критической. Величина равновесной и критической влажности определяется температурой и относительной влажностью воздуха, химическим составом, физическими свойствами и структурой продукта.

Исследования последних лет (Asker, 1969, Gauri, 1971) показывают, что интенсивность ферментативных реакций в сушеных продуктах зависит не столько от содержания в них влаги, сколько от связи ее с отдельными молекулами. Для прохождения химических и биохимических реакций вода должна находиться в так называемой доступной форме. Степень доступности выражается активностью воды. В связи с этим важное место отводится изучению изотерм сорбции сушеных пищевых продуктов. Обычно изотермы сорбции имеют вид S-образной кривой. До первой точки перегиба от начала координат считается, что вода находится в сильно адсорбированном состоянии в виде мономолекулярного слоя. Участок кривой от первой до второй точки перегиба показывает, что вода в пищевом продукте находится в виде ли- или полимолекулярного слоя. После второй точки перегиба влага с увеличением активности воды конденсируется в капиллярах. На этом участке изотермы вода может находиться в жидкой фазе, причем исследования последних лет показывают, что выше первой точки перегиба вода уже может находиться в подвижной форме.

Исследование гигроскопических свойств, установление равновесной влажности для основных видов сушеных грибов в широком диапазоне относительной влажности воздуха имеет практическое значение для разработки рациональных способов упаковки готовой продукции и оптимальных режимов ее хранения.

В результате исследований получены данные по равновесной влажности основных видов сушеных грибов при различной относительной влажности воздуха φ (табл. 19).

Таблица 19

Сушеные грибы благодаря пористой структуре легко реагируют на изменение относительной влажности воздуха. В условиях опыта равновесие наступало на 5-6-е сут, причем основное поглощение влаги происходило в течение первых двух суток. Скорость поглощения тем выше, чем больше разница между влажностью продукта и равновесной влажностью.

Равновесная влажность разных грибов при одинаковой относительной влажности воздуха мало различается. Незначительны колебания ее при одной и той же относительной влажности воздуха у одного вида грибов, высушенных при разной температуре. Однако здесь явно наблюдаемся тенденция к уменьшению равновесной влажности при повышении температуры сушки.

Выяснение влияния относительной влажности воздуха на равновесную влажность грибов, высушенных при разных температурах, с помощью методов математической статистики показывает, что между этими двумя параметрами существует прямая связь. Коэффициент корреляции зависимости равновесной влажности от относительной влажности воздуха для белых грибов теневой сушки равен 0,96, для тепловой сушки при температурах 50, 75, 100° С соответственно - 0,96, 0,95 и 0,96. Совокупный коэффициент корреляции несколько выше - 0,98. Высокие коэффициенты корреляции дают основания для утверждения, что равновесная влажность грибов в большей степени зависит от относительной влажности воздуха, чем от температуры сушки.

Для выяснения характера влияния температуры хранения на равновесную влажность грибов были поставлены специальные опыты на белых грибах теневой и тепловой сушки при 75° С и опятах теневой сушки и тепловой при 50° С. Опыты показали, что с увеличением температуры равновесная влажность уменьшается, причем особенно

ощутимая разница, достигающая почти 11% в интервале температур 5-40° С, наблюдается при относительной влажности 75-80%. По мере снижения относительной влажности воздуха влияние температуры хранения уменьшается и при φ = 10% не превышает 1%.

Выявленные закономерности четко прослеживаются на изотермах сорбции, представленных на рис. 13 и 14. Изотермы имеют S-образный вид. Это типичные кривые коллоидных капиллярно-пористых тел, характер которых определяется различными формами связи влаги с материалом (Лыков, 1968).

Рис. 13. Изотермы сорбции грибов, высушенных при 50° С: 1 - маслята; 2 - строчки; 3 - белые грибы; 4 - опята

Рис. 14. Изотермы сорбции белых грибов, высушенных при 75° С: 1- хранение при 40° С; 2 - хранение при 20° С; 3 - хранение при 5° С

По изотермам сорбции можно рассчитать для сушеных грибов примерное содержание влаги различных форм связи. Так, количество наиболее прочно связанной адсорбционной влаги мономолекулярного слоя для белых грибов тепловой сушки при 50°С составляет 5,9%, для опят - 5,5%, для строчков и маслят - 5,3%. Присутствие воды в виде ди- и полимолекулярного слоя в сушеных грибах наблюдается в интервале влажности от 6 до 22-23%. Выше указанного предела влажности вода в сушеных грибах конденсируется в капиллярах и находится в виде жидкой фазы. Подтверждением этому является набюдаемое в наших опытах развитие плесени (Aspergillus albi) на поверхности сушеных грибов после достижения ими влажности 22-23% (на абс. сухое вещество). Поэтому необходимо применять герметичную упаковку, обеспечивающую сохранение влажности продукта 5-6%.

Изменения в составе азотистых веществ. Многими исследователями показано, что в период хранения в сушеных пищевых продуктах даже при незначительном содержании влаги происходят химические и биохимические процессы, ведущие к снижению их пищевой ценности, вкуса и аромата. Интенсивность этих изменений зависит от наличия ферментов, агрегатного состояния веществ и в основном от активности воды, находящейся в сушеном продукте.

Сведения, насколько сушеные грибы теряют свою пищевую ценность при длительном хранении, в литературе отсутствуют.

Поскольку сушеные грибы на 50-60% состоят из азотистых веществ, интересно было проследить изменение в них различных форм азота при хранении (табл. 20).

Таблица 20

Белые грибы и моховики, высушенные в тени и в сушилках при температуре 50, 75 и 100° С и скорости движения теплоносителя 0,5 м/с, в течение трех лет хранились в бумажных пакетах в темноте при температуре 20-25° С и относительной влажности воздуха 30-70%.

Общее содержание азотистых веществ в результате годичного хранения изменяется незначительно. В грибах тепловой сушки происходят наименьшие потери общего азота при максимальных потерях белкового при температуре 50° С (табл. 20).

Подобная закономерность еще более отчетливо проявляется при хранении грибов теневой сушки. Здесь общее количество азота практически сохраняется полностью, содержание белкового снижается на 3,2%. Последующее хранение в течение трех лет вызывает снижение количества азотистых веществ. При этом потери по сравнению с первым годом хранения удваиваются, а тенденция более быстрого разрушения белка в грибах теневой сушки и тепловой при температуре 50° С сохраняется.

Уменьшение количества белковых веществ в грибах при хранении вполне объяснимо, если учесть, что грибы обладают богатым набором ферментов, которые могут сохраняться при щадящей температуре сушки. Уменьшение содержания белковых веществ соответствует увеличению количества аминного азота, достигающего к концу первого года хранения 60-95%. Максимальное накопление аминного азота наблюдается в грибах теневой сушки и тепловой при температуре 50° С, что вполне согласуется с большими потерями в них белковых веществ.

Как показали исследования, подобный характер изменений азотистых веществ при длительном хранении наблюдается и у моховиков.

Длительное хранение сушеных грибов (в течение трех лет) приводит к некоторому снижению их пищевой ценности за счет уменьшения в основном количества белковых веществ.

Изменения в составе углеводов и близких к ним соединений. Углеводы грибов при хранении, так же как и азотистые вещества, подвергаются определенным изменениям.

По мере хранения белых грибов теневой сушки в них резко уменьшается содержание всех углеводов. В то же время в грибах, высушенных при температуре 50 и 75° С, черед год хранения количество редуцирующих Сахаров увеличивается в 2-3 раза при некотором снижении содержания трегалозы. Общая сумма Сахаров и содержание маннита и гликогена в белых грибах меняется незначительно, а количество слизистых веществ резко уменьшается. Более длительное хранение приводит к накоплению трегалозы и маннита при одновременном уменьшении, особенно у грибов, высушенных при 75° С, редуцирующих Сахаров, гликогена и слизей. В белых грибах, высушенных при 100° С, по мере увеличения срока хранения равномерно убывают все компоненты углеводного комплекса с преобладающим снижением слизистых веществ, только количество маннита к концу хранения несколько увеличивается.

В сушеных моховиках наблюдается примерно такая же закономерность, но более ярко выраженная, чем в белых грибах. В моховиках к концу трехлетнего срока хранения полностью исчезают редуцирующие сахара и более чем в 2 раза уменьшается количество гликогена.

Таким образом, изменения в углеводном комплексе грибов еще раз подтверждают возможность различных превращений в сушеных продуктах при хранении. По-видимому, в грибах теневой сушки преобладающим является процесс окисления, так как в этих грибах лучше сохранились ферментные системы, что и влечет за собой максимальный расход углеводов. Некоторое увеличение редуцирующих Сахаров в конце первого года хранения в грибах, высушенных при умеренной температуре, происходит, вероятно, ввиду преобладания процессов гидролиза сложных Сахаров над окислением моносахаридов. Увеличение количества маннита может происходить за счет превращений трегалозы и гликогена (Кретович, 1971). В свою очередь количество трегалозы может восполняться как в результате превращения моносахаридов, так и при гидролизе полисахаридов, особенно входящих в состав слизей. За счет слизей также может идти пополнение количества свободных аминокислот. Кроме того, из сопоставления результатов исследования изменений в комплексе азотистых веществ и углеводов следует, что основная потеря питательных веществ происходит за счет углеводов.

Если рассматривать изменения углеводов и близких к ним соединений в сумме, то в белых грибах основная потеря углеводов происходит на первом году хранения. При дальнейшем хранении убыли сухого вещества за счет углеводов практически нет. Моховики ведут себя несколько иначе. В этих грибах основная потеря сухого вещества происходит на первом году хранения, но и при последующем хранении количество сухого вещества снижается за счет превращений углеводов. Особенно это проявляется у грибов, высушенных при температуре 50 и 75° С. В моховиках, высушенных при 100° С практически нет изменений в общем количестве углеводов за весь трехлетний период хранения.

Таким образом, даже в оптимальных условиях хранения сушеные грибы за трехлетний период могут дать естественную убыль до 3,5% в расчете на абс. сухое вещество.

Изменение органолептических и некоторых физических свойств. Пищевая ценность продукта зависит не только от количества входящих в его состав веществ, но и от их качественного и агрегатного состояния. В частности, о качественном состоянии белков можно косвенно судить по водопоглотительной способности. Так, по результатам изменения характера водопоглощения сушеных грибов установлено, что хранение в течение первых шести месяцев приводит к некоторому увеличению степени водопоглощения. При этом улучшается внешний вид грибов. Консистенция даже максимально набухших грибов становится более плотной, компактной и упругой по сравнению с консистенцией грибов непосредственно после сушки. Более продолжительное хранение приводит к равномерному понижению водопоглотительной способности у всех видов грибов.

Наиболее высоким коэффициентом водопоглощения обладают маслята и подосиновики, наименьшим - лисички. Если рассматривать этот показатель в зависимости от продолжительности хранения, то к концу его коэффициент водопоглощения снижается на 20-30% от первоначального.

Наблюдаемое некоторое увеличение водопоглотительной способности в начале хранения, по-видимому, связано со способностью слабоденатурированных в период сушки белков частично восстанавливать свои первоначальные свойства. Однако при дальнейшем храпении более ощутимым становится процесс старения белков, что приводит к снижению водопоглощения.

Изменяется и цвет (С) водно-спиртовых вытяжек сушеных грибов при хранении (рис. 15).

Рис. 15. Изменение интенсивности окраски водно-спиртовых вытяжек белых грибов при хранении в зависимости от режима сушки: 1 - теневая сушка; 2 - тепловая сушка при 50° С; 3 - сушка при 75° С; 4 - сушка при 100° С

В течение первого года хранения в белых грибах, по-видимому, создаются наиболее благоприятные условия для реакции ферментативного и неферментативного потемнения, поэтому интенсивность окраски экстрактов белых грибов всех режимов сушки усиливается. Однако длительное хранение вызывает снижение окраски вытяжек грибов тепловой сушки, причем более ощутимое в грибах, высушенных при 100° С. Вероятно, в данном случае разрушение красящих веществ преобладает над другими процессами, в том числе и над реакцией меланоидинообразования. В то же время при хранении грибов теневой сушки интенсивность окраски вытяжек усиливается почти в 3 раза. Отсюда можно предположить, что основную роль в потемнении грибов играют реакции с участием ферментов и меньшую реакция меланоидинообразования.

Изменение интенсивности окраски водно-спиртовых вытяжек моховиков протекает несколько иначе, чем белых грибов. У моховиков теневой сушки с начала хранения довольно быстро увеличивается интенсивность окраски, в то время как в грибах, высушенных при 50 и 75° С она на протяжении двух лет находится примерно на одном уровне с тенденцией к повышению и только после указанного срока заметно возрастает. У грибов, высушенных при 100° С, на протяжении всего периода хранения происходит равномерное снижение интенсивности окраски.

Эти изменения подтверждают наши предположения о течении химических и биохимических реакций, так как моховики по своей природе обладают по сравнению с белыми грибами более мощным окислительно-восстановительным комплексом, активность которого сохраняется при щадящих режимах тепловой сушки.

Более благоприятные условия для биохимических превращений в грибах теневой сушки способствуют тому, что в белых грибах теневой сушки за трехлетний период хранения примерно в 4 раза снижается интенсивность аромата и в 2 раза количество веществ, обусловливающих вкус. Значительно стабильнее вкусовые и ароматические свойства грибов тепловой сушки. Это позволяет предположить, что процесс образования специфического аромата и вкуса сушеных грибов преимущественно носит биохимический характер, и важную роль в этом играют ферментные системы плодового тела гриба. Кроме того, вряд ли следует стремиться при сушке грибов к максимально возможному сокращению времени процесса и излишней его интенсификации.