Протопектин обусловливает твердость плодов. От степени превращения протопектина в пектин при созревании плодов зависит извлечение сока из плодовой массы при прессовании. Извлечение ароматических, красящих веществ и витаминов облегчается, если плодовую массу предварительно подвергнуть воздействию пектинразрушающих ферментов. Переходящие в
сок растворимые пектины препятствуют его осветлению. Коллоидное состояние пектиновых веществ в соках является причиной удержания мути во взвешенном состоянии. Даже минимальное количество пектиновых веществ в плодовых соках может быть причиной их помутнения.
При производстве соков из ягод образуется желеобразный содержащий пектин осадок, который затрудняет осветление и фильтрование. Плодовые соки, обработанные нетепловыми способами, сохраняют пектинэстеразу и другие пектолитические ферменты, которые вызывают помутнение соков при хранении. Для устранения этого недостатка соки обрабатывают специальными осветляющими препаратами, которые разрушают сложную пектиновую молекулу до галактуроновых кислот.
При производстве соков с мякотью требуется обратное - сохранить и стабилизировать пектиновые вещества.
Органические кислоты. Плодовые и овощные соки содержат органические кислоты в свободном и связанном состоянии—соли калия, натрия, кальция и др. Содержание органических кислот в соках непостоянно и зависит от многих условий: вида и сорта плодов и овощей, почвы, климатических и агротехнических условий, при которых выращивались плоды, степени зрелости плодов и т. д. Методы получения, обработки, хранения и транспортировки соков также влияют на их кислотность. Содержание кислот (в %) в различных соках следующее:
Виноградный . . 0,7 Яблочный .... 0,55
Абрикосовый . . 0,57—1,95 Персиковый . . . 0,70
Вишневый .... 1,25—2,21 Клубничный . . . 0,6—1,2
Томатный .... 0,3—0,7 Малиновый . . . 1,2—1,9
Плодовые соки содержат главным образом яблочную, лимонную и винную кислоты, а некоторые из них и минимальные количества щавелевой и салициловой кислот. В овощных соках чаще находится муравьиная, янтарная и уксусная кислоты. В яблочном соке, соке черники, грушевом, персиковом, сливовом и абрикосовом содержится и хинная кислота (в яблочном также хлорогеновая кислота). Установлено, что хлорогеновая кислота и ее производные участвуют в ферментативноокислительных процессах, оказывающих влияние на цвет соков, полученных из семечковых плодов. В соках ежевики, вишни, черешни, смородины в небольших количествах содержится изолимоненная кислота.
Мелитц нашел, что содержащаяся в соках молочная кислота не бактериального происхождения, а синтезирована в самих плеядах. Эта кислота названа первичной в отличие от молочной кислоты, которая образуется в результате брожения. При оценке соков по количеству накопленной молочной кислоты бактериального происхождения необходимо иметь в виду синтезированную первичную молочную кислоту. В соках, полученных прессованием, количество молочной кислоты в 1 л составляет от 30 до 550мг.
Органические кислоты плодовых и овощных соков содержат линейные цепи углеродных атомов и при окислении их в организме распадаются на углекислоту и щелочные карбонаты с выделением энергии. Другие органические кислоты, такие, как бензойная, имеют замкнутые цепи и не распадаются при пищеварении энергия при этом не выделяется.
Концентрация кислот в соках больше, чем в плодах и овощах, поэтому у них более кислый вкус, чем у исходного сырья. Овощные соки по сравнению с плодовыми содержат меньше кислот, и вкус их не подчеркнуто кислый, а пресный. Оптимальное содержание кислоты в 1 л сока составляет около 7 г. Вкусовые качества соков определяют по отношению сахара к кислоте; за оптимальное принимается соотношение 10:1 или 13:1.
Присутствие кислот в плодах дает возможность проводить тепловую стерилизацию плодовых и овощных соков при сравнительно низких температурах. Плодовые кислоты задерживают развитие микрофлоры, содержащейся в соках и вызывающей их порчу. Бактерицидное действие этих кислот доказано—они могут уничтожить за более или менее короткое время многие микроорганизмы.
Плодовые кислоты действуют раздражающе на пищеварительную систему. Они усиливают действие желудочных желез и этим облегчают пищеварение. Слизь, которая выделяется в кишечнике, и пищевые остатки, прилипшие к слизи, лучше растворяются в присутствии кислот; одновременно угнетается развитие несвойственных пищеварительной системе бактерий. Кислоты улучшают циркуляцию крови и лимфы, стимулируют кровообращение и удаление вредных веществ.
Необходимо иметь в виду, что биологическое действие кислот, находящихся в соках, существенно отличается от действия их вне соков. Например, раствор лимонной и винной кислот в лимонаде или в других напитках не оказывает такого же действия, как соки с тем же содержанием плодовых кислот.
Плодовым кислотам в соках сопутствуют биологически активные минеральные и иные вещества, которые регулируют их действие и влияют на величину рН.
Минеральные вещества. С физиологической точки зрения минеральные вещества — самые важные составные части плодовых и овощных соков. В соках содержатся главным образом ионы кальция, магния, натрия, калия, железа, меди, марганца, алюминия (следы) и анионы фосфорной, серной, салициловой, а иногда и соляной кислот. Кроме перечисленных минеральных веществ, в плодовых соках присутствуют в незначительных количествах следующие микроэлементы: кобальт, йод, бор, молибден, фтор, ванадий, кремний, цинк и др.
Известно, что в овощных соках больше минеральных веществ, чем в плодовых. Минеральные вещества плодовых соков содержат калия около 50% от общего содержания золы, а овощных соков—30—40%. Содержание натрия в различных плодовых соках колеблется в пределах 1—9%, а в овощных соках оно достигает 20—30% общего содержания минеральных веществ. В золе плодовых соков до 12% кальция; в овощах кальций содержится в больших количествах. В золе сока шпината, салата и других овощей 12% железа.
Из плодов большие количества железа содержат сливы, клубника и персики. Магний и сера присутствуют в одинаковых количествах в плодах и овощах. В свежем соке калия больше, чем в исходном сырье. Соотношение между калием и натрием в плодах составляет 7:1, а в плодовых соках— 13:1.
Содержание некоторых микроэлементов в различных плодовых и овощных соках приведено в таблице
Содержание железа, марганца, меди и цинка в соке некоторых плодов и овощей
| Плоды | Железо | Медь | Марганец | Цинк | Овощи | Железо | Медь | Марганец | Цинк |
| 800 | 50 | 220 | _____ | Салат | 500 | 140 | 670 | 320 | |
| Малина | 1000 | 175 | _____ | _____ | Шпинат | 3000 | 120 | 530 | 280 |
| Ежевика | 1000 | 110 | _____ | _____ | Капуста | 400 | 60 | 40 | _____ |
| Черника | 800 | 100 | _____ | _____ | Цветная капуста | 1100 | 60 | 240 | 250 |
| Бузина | 1400 | _____ | _____ | _____ | Спаржа | 900 | 200 | 200 | 300 |
Содержание минеральных веществ является показателем натуральности плодовых и овощных соков. О натуральности сока можно судить по содержанию золы и ее щелочности.
Однако повышенное содержание железа в плодовых соках приводит к нежелательным техническим затруднениям в процессе их получения. Железо, соединяясь с белками и дубильными веществами соков, образует соединения, вызывающие потемнение осветленных соков. Содержание железа, превышающее 5—10 мг в 1 л сока, придает ему неприятный металлический привкус и действует разрушающие на витамин С.
Ферменты. Ферменты входят в состав всех клеток и тканей живых организмов и играют роль биологических катализаторов. На ферментах зиждется способность живых организмов превращать одни вещества в другие, необходимые для их существования.
Ферменты стимулируют формирование и рост плода, а позже и его созревание. Кроме того, они вырабатывают иммунитет при хранении плодов. Оксидазы, например, стимулируют образование ароматических веществ, синтез красящих и т. п.
Однако при дроблении плодов роль ферментов изменяется — из стимуляторов синтетических процессов они превращаются в стимуляторы разрушительных процессов. Витамины и красящие вещества при этом начинают довольно быстро распадаться. Для ферментов характерна их чувствительность к высоким температурам. При повышении температуры от 25 до 50° С активность ферментов повышается, при дальнейшем росте температуры она уменьшается, а при 70—100° С они полностью теряют свои каталитические свойства. Инактивация ферментов зависит и от времени теплового воздействия.
При понижении температуры до нуля и ниже каталитическое действие ферментов уменьшается, а в некоторых случаях становится совсем незначительным. Оптимальная температура, при которой эффект от действия ферментов наибольший, неодинакова для различных ферментов.
Активность ферментативных процессов в значительной степени зависит от рН среды. Максимальную активность ферменты проявляют в нейтральной, слабокислой или слабощелочной среде. Оптимальная величина рН не одинакова для различных ферментов.
Большая чувствительность ферментов к нагреванию и величине рН отличает их от обыкновенных небиологических катализаторов.
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.