Замороженные овощи, плоды, ягоды. Влияние условий замораживания на качество готовой продукции
Цель быстрого замораживания — свести на нет или замедлить процессы, приводящие к ухудшению качества продуктов. Замена дефицитной стеклянной и жестяной тары более экономичными видами упаковки на основе полимерных материалов также важное преимущество консервирования холодом.
Быстрое замораживание плодов и овощей и их смесей при температуре от минус 25 °С до минус 35 °С — наиболее прогрессивный метод консервирования, при котором сохраняются практически все питательные вещества, но при этом подавляется жизнедеятельность разнообразной микрофлоры, ферментативные и другие процессы. Замораживание, независимо от характера обрабатываемого продукта, действует на эти процессы с определенной закономерностью.
Из физических процессов порчи к самым основным относятся процессы усушки продуктов или потери массы. Они вызывают не только количественные изменения (уменьшение массы), но и могут привести к ухудшению качества.
Низкие температуры значительно уменьшают степень усушки продуктов. Так, потеря массы при температуре 40 °С примерно в 100 раз больше, чем потеря массы при минус 20 °С.
Биохимические процессы порчи играют исключительно важную роль. Сюда относятся вызванные ферментами каталитические процессы распада, включая даже микробиологические процессы порчи. При высоких температурах химические изменения вещества проходят очень быстро, скорость реакций высока. При низких температурах эти изменения часто едва заметны. Понижение температуры приводит к замедлению химических реакций. Скорость наиболее простых (мономолекулярных, бимолекулярных) реакций при повышении температуры на 10 °С увеличивается в 2-3 раза и, соответственно, при понижении температуры на 10 °С уменьшается до половины или до одной трети.
Вымерзание воды из растительных клеток начинается при температуре их замерзания. По мере отбора тепла вымерзает все больше воды, а концентрация растворенных в клеточной влаге веществ увеличивается.
После достижения определенной точки снижать температуру далее бесполезно, поскольку вода из клеток больше не вымерзает. Некоторое ее количество даже при очень низких температурах остается в жидкой фазе.Замерзшие клетки содержат кристаллики льда различных размеров и незамерзшую воду в жидком агрегатном состоянии, т. е. определенный раствор. Наличие кристалликов различного размера связано с разницей скоростей за
мерзания, находящихся на неодинаковой глубине от поверхности продуктов слоев клеток, содержащих воду. Эта гетерогенная система кристалликов разного размера слабоустойчива. Она постоянно изменяется в сторону уменьшения числа кристаллов льда и увеличения их объема. Этот процесс называется кристаллизацией. Он продолжается довольно длительное время, пока температура не достигнет минус 30 °С.
В настоящее время из применяемых в промышленных масштабах методов консервирования продуктов процессы холодильной обработки и замораживания с одной стороны вызывают более слабые изменения свойств продуктов, а с другой — обеспечивают достаточно долгую для практических целей сохраняемость пищевых продуктов.
Согласно исследованиям, в области температур ниже точки замерзания продолжительность хранения при уменьшении температуры увеличивается быстрее, чем в области температур выше точки замерзания. Таким образом, после перехода через точку замерзания не только уменьшается скорость биохимических реакций, но и вступает в силу новый фактор, влияющий на удлинение срока сохраняемости продуктов. Таким фактором является вымерзание находящейся в продуктах воды (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Криогенное (а) и механическое (б) замораживание
Во время быстрого замораживания таких влагосодержащих веществ, как пищевые продукты, значительная часть воды становится льдом. Поэтому применение низких температур в подобных процессах консервирования обязательно сопровождается явлением замерзания.
Следует, однако, упомянуть, что есть и такие процессы, где применение низких температур не сопровождается вымерзанием влаги обрабатываемого продукта. Явление вымерзания удается исключить, когда точка замерзания продуктов сильно понижается с помощью введения в них каких-нибудь веществ, сахара или соли. Тогда температура хранения может быть ниже температуры замерзания.Снижение температуры оказывает многостороннее и комплексное воздействие на биологические процессы. Применение низких температур приводит к приостановлению и замедлению биологических процессов.
Ориентировочная продолжительность замораживания некоторых овощей и фруктов зависит от скорости и температуры охлаждающего воздуха, размера продуктов и температуры охлаждающего воздуха.
Растительные продукты россыпью и фасованные в скороморозильных аппаратах непрерывного действия замораживают при температуре охлажденного воздуха минус (30 ± 5) °С до температуры в толще продукта минус 18 °С.
В камерных морозилках и скороморозильных аппаратах овощи и фрукты замораживают в упакованном виде или россыпью на противнях: мелкоплодные слоем толщиной не более 40 см (кроме малины), крупноплодные — в один или два слоя.
Малину, дыню кусочками или кубиками, некоторые виды овощей (шпинат, щавель, спаржу, зелень петрушки и сельдерея) перед замораживанием фасуют в мелкую потребительскую тару.
Подготовленные салаты, закуски, гарниры, овощные полуфабрикаты (пюреобразные и смеси овощей резаных) замораживают до температуры минус (30 ± 5) °С и фасуют блоками прямоугольной формы в потребительскую тару из полиэтиленовой пленки.
Замораживание полуфабрикатов из картофеля производят в потребительской таре в таких же скороморозильных аппаратах и морозильных камерах, что и овощи (фрукты). Время замораживания растительных продуктов в флю- идизационных туннельных морозилках в плотном слое составляет от 12 мин для разных корнеплодов до 90 мин для кабачков и баклажанов. Время замораживания плодов и овощей в ленточных морозильных установках составляет на первой ленте 1-10 мин, на второй — 3,2-28,5 мин.
Для крупных партий продуктов, которые могут переворачиваться (голубика, земляника, нарезанные яблоки), лучше всего подходит ступенчатый криогенный туннель (рис. 3.7), который спроектирован так, что «замораживание поверхности продукта» происходит на коротком ленточном конвейере в начале туннеля, а затем изделия попадают на наклонные транспортеры, где они замораживаются до твердого состояния, но при этом изделия не слипа-
ются в блоки, то есть они замораживаются индивидуально (IQF-метод). Наклонные транспортеры движутся медленнее входного конвейера, и поэтому изделия нагромождаются друг на друга, переворачиваются, подставляя всю свою поверхность под воздействие очень низкой температуры.
Рис. 3.7. Ступенчатый криогенный туннель:
а — вид сбоку; б — вид сверху
В криогенной морозильной установке, изображенной на рис. 3.8, продукты замораживаются погружением в жидкий азот. Эта конструкция, в которой в максимальной степени используется низкая температура жидкого азота (-195,5 °С), является самым быстрым способом промышленного замораживания пищевых продуктов. Длительность погружения регулируется, а окончательное замораживание, при необходимости, может происходить в последующем туннеле. Этот метод успешно используется для замораживания ягод и фруктов, нарезанных на кубики или ломтики, и т. д.
Качество замороженных плодов и овощей оценивают в соответствии с действующими стандартами по трем группам показателей: органолептические, физико-химические и микробиологические.
Определяющими органолептическими показателями являются внешний вид, цвет, вкус, запах, консистенция, размер, отсутствие посторонних примесей, повреждений, заболеваний.
Рис. 3.8. Замораживание в жидком азоте
Микробиологические показатели характеризуют общее количество микроорганизмов, количество бактерий группы кишечной палочки, дрожжевых организмов и плесневых грибов.
Быстрозамороженные плоды и овощи на товарные сорта не делятся. При оценке качества выделяют следующие значительные дефекты: потемнение (у яблок, абрикосов, персиков); дряблая консистенция (у бобовых); горький вкус (у горошка); сухая жесткая консистенция; наличие минеральных и других посторонних примесей (чашелистиков, косточек, семян), посторонних вкусов и запахов; размораживание с повторным замораживанием продукции.