Холодильная технология

       В общей сложности все это может снизить вкусовые и питательные достоинства продукта, если замораживание осуществлено неправильно.

        Замораживая продукт, необходимо стремиться, прежде всего, сохранить его питательные и вкусовые свойства. Для этого необходимо добиться максимальной обратимости явлений, происходящих в процессе замораживания.

            Физико-химические и биохимические  процессы, которые  протекают  в замороженных плодах, обусловливают  изменение цвета, формы, вкуса,  аромата. Срок хранения замороженных  плодов существенно влияет на  их органолептическую оценку. В  период заморозки главным образом  изменяются внешний вид и окраска,  а при хранении — аромат, вкус  и консистенция.

        У  многих видов плодов может  происходить  потемнение (покоричневение) цвета, что обусловлено активностью фермента полифенолоксидазы. Интенсивность потемнения продукции обратно пропорциональна содержанию аскорбиновой кислоты в быстрозамороженном продукте.

          В зеленых овощах при длительном  хранении при температуре -18°С снижется содержания пигмента — хлорофилла. Изменение цвета зеленых овощей вызвано окислением ?-?-каротина в ?-?-фефитин. На скорость разрушения хлорофилла при хранении большое влияние оказывают ботанический сорт и режимы бланширования зеленых овощей.

           При замораживании в сахарном  сиропе или в сахаре антоцианы  практичеки не разрушаются.

           При хранении при температуре  выше -6...-7°С отмечены ощутимые изменения вкуса замороженной плодоовощной продукции, особенно ягод. При длительном хранении овощей при температурах выше -10°С может увеличиваться их жесткость. При колебании температуры хранения, наоборот, происходит размягчение тканей, особенно у плодов и ягод.

    Изменения химического  состава замороженных плодов  и овощей происходят уже в  процессе заморозки. С учетом  потерь массы содержание сухих  растворимых веществ, сахаров,  кислот также уменьшается на 5-7%. На протяжении хранения уровень  сухих растворимых веществ, сахаров  может продолжать снижаться. Одновременно  наблюдается увеличение массовой  доли органических кислот на 6-16% по сравнению с содержанием  кислот сразу после заморозки  плодов. Но с учетом снижения  их количества на протяжении  процесса заморозки результирующая  кислотность плодов остается  в пределах свежих или возрастает  на 0,1-0,2%.

 

      Много внимания  уделяется изучению  стабильности  самого лабильного  и легко  окисляющегося витамина  С. В  динамике аскорбиновой  кислоты  наблюдается резкое снижение  его массовой доли на этапе   бланширования — на 10-20%. В процессе  хранения при -18°С снижение составляет 15-20% в быстрозамороженных и 22-24% в медленно замороженных продуктах. Потери аскорбиновой кислоты в быстрозамороженной плодоовощной продукции пропорциональны времени хранения и возрастают в логарифмической зависимости при увеличении температуры хранения. Причины нежелательного снижения аскорбиновой кислоты в замороженных плодах связаны с нарушением ферментативного окислительно-восстановительного процесса. При заморозке активность ферментов резко снижается. При размораживании окислительные ферменты частично восстанавливают свою активность и аскорбиновая кислота необратимо окисляется.

 

    На  сохранность  витамина С большое влияние оказывает вид упаковки и упаковочного материала — чем выше степень герметичности и меньше доступ кислорода, тем ниже потери витаминов. Однако необходимо учитывать, что при последующей кулинарной обработке замороженные плоды и овощи теряют витамина С меньше, чем при приготовлении сырых продуктов, так как время кулинарной обработки замороженных продуктов сокращается в 2-4 раза. Витамин С легко разрушается при соприкосновении с металлами, при медленном нагревании в присутствии кислорода.

 

    Витамины  группы В, РР (никотиновая кислота) устойчивы к переработке и хорошо сохраняются при длительном хранении.

  При хранении замороженных  плодов и овощей при температурах -18°С и ниже практически не изменяется содержание макро- и микроэлементов, пищевых волокон и пектиновых веществ, не происходит значительных, резко ухудшающих качество продукции изменений белков и жиров. Происходит гидролиз сложных органических соединений — протопектина, гликозидов, крахмала, окисление дубильных веществ , это вызывает снижение потребительских свойств, размягчение консистенции, изменение цвета и органолептических показателей. Замораживание действует в первую очередь на липопротеиновые комплексы, происходит разрыв водородных связей в совокупности с повышением ионной силы внутриклеточных растворов, что приводит к разрушению комплексов и снижению влагоудерживающей способности растительных тканей (ВУС). Структура и состав пектиновых веществ также в значительной степени определяют криорезистентность и ВУС растительных тканей. При быстром замораживании в растительных тканях не успевают произойти значительные гидролитические деструктивные повреждения гидрофильных полимеров, таких как крахмал, пектиновые вещества и гемицеллюлозы, поэтому лучше сохраняется структура клеток и выше ВУС тканей. Плоды и овощи, содержащие большое количество этих соединений, хорошо, без заметных изменений структуры выдерживают быстрое замораживание и оттаивание.

      Эндогенные  ферменты являются основной причиной деструктивных процессов, протекающих  в замороженных плодоовощных продуктах. В замороженных продуктах, когда  микробиологическая активность подавлена, может проявляться активность некоторых ферментов, обусловленная наличием части незамороженной воды в растительной клетке. Низкие температуры (-18...-30°С) не приводят к необратимой инактивации ферментов, происходит только частичное подавление их активности. При бланшировании и замораживании легче других ферментов растительных объектов повреждаются те, которые образуют сложные мультиферментные системы, локализованные на внутренних мембранах внутриклеточных структур: ферментные системы дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования митохондрий. При этом нарушаются координация и сбалансированность отдельных реакций, а также их синхронность взаимодействия. В результате окислительных процессов происходит окисление моносахаров с образованием ацетальдегида, спирта, кислот, разложение сложных органических соединений, обусловливающих аромат, вкус и цвет плодов и ягод. В результате происходит изменение органолептических свойств и пищевой ценности продуктов. Активность полифенолоксидазы и липолитических ферментов не прекращается в процессе быстрого замораживания. Действие липазы может проявляться даже при температуре -40°С.

 

    Фенолоксидазы и полифенолоксидазы вызывают потемнение тканей замороженных продуктов и появление неприятного запаха и вкуса.

        Липооксидазы  катализируют окисление липидов, пероксиды, образующиеся под действием липооксидаз, могут обесцвечивать каротин, антоцианы или вызывать нежелательный привкус при хранении небланшированных замороженных продуктов.

          В вакуолях локализована инвертаза, которая сохраняет высокую активность в широком диапазоне рН (3,0-7,5). Поэтому изменение кислотности среды при замораживании не снижает ее активности. Инверсия сахарозы является начальным этапом распада сахаров, с которого начинается последующая цепь окислительно-восстановительных реакций.

      Пектолитические ферменты также могут сохранять свою активность в замороженных растительных тканях, они могут вызывать размягчение тканей, например, в яблоках. Сохранение активности пектолитических ферментов способствует повышению гидрофильных свойств коллоидов, поддержанию влагоудерживающей способности растительных тканей и уменьшению степени повреждения клеточных стенок. При гидролизе протопектина образуется пектин, который обладает высокими гидрофильными свойствами: он связывает большие количества воды и способствует образованию гелеобразной структуры, что положительно сказывается на обратимости процесса замораживания.

         Каталаза  и пероксидаза катализируют дегидрирование фенолов, аминов, флавонов и аминокислот. Их действие иногда является причиной появления у замороженных плодов и овощей постороннего привкуса. Из этих ферментов пероксидаза наиболее устойчива к действию отрицательных температур.

          У замороженных продуктов испарение влаги с поверхности вызывает при длительном хранении образование разной толщины обезвоженного слоя. Пористая структура этого слоя способствует активизации в нем окислительных процессов. В результате ухудшаются вкус, цвет и внешний вид продукта.

         При оттаивании такого продукта обезвоженный слой частично восполняет потерянную влагу, но вкус и питательная ценность не могут быть восстановлены в силу происходящих необратимых изменений.

           Интенсивность испарения влаги зависит от многих причин: термодинамических свойств воздуха, вида, состояния и размеров продукта, рода упаковки, способа укладки груза и места его расположения в камере, загруженности камер, системы охлаждения, от теплопритоков и многих других причин. Испарение увеличивается с повышением температуры воздуха и уменьшением относительной влажности воздуха.

        Температурно-влажностный режим воздуха камер хранения в летние месяцы и в зимние значительно различается. Практика хранения продуктов на современных холодильниках показала, что усушка их в значительной степени зависит от температуры наружного воздуха или от внешних теплопритоков через наружные ограждения. Эта зависимость отражена в действующих нормах естественной убыли по зонам.

         Наиболее низкая температура в камере устанавливается вблизи приборов охлаждения, наиболее высокая — у наружных стен. Наличие в камере поверхностей с разной температурой (холодные батареи и относительно теплые наружные стены) вызывает движение воздуха. Охлаждаясь у батарей, воздух достигает точки росы и осушается. Влага оседает на батареях в виде снеговой шубы. Затем воздух проходит некоторый путь к наружной стене, нагревается, при этом его относительная влажность понижается. При движении дальше по камере воздух омывает продукты, поглощает влагу с их поверхности. А затем, попадая на охлаждающие батареи, снова осушается. Снеговая шуба при этом увеличивается.

       Повышение температуры наружного воздуха вызывает увеличение влагоемкости воздуха (за счет внешних теплопритоков), а следовательно, более интенсивное испарение влаги из продуктов и рост снеговой шубы на батареях.

      В небольших камерах влияние теплопритоков на величину усушки значительнее, чем в больших. Усушка продукта происходит главным образом с наружных частей штабеля и с уменьшением относительной поверхности становится меньше.

     Испарение из внутренних слоев штабеля зависит от плотности его укладки. Чем плотнее укладка и больше размеры штабеля, тем меньше усушка. Она зависит не только от внешних условий хранения, но и от состояния продукта, величины его поверхности, химического состава. Влажная поверхность и большое содержание в продукте влаги вызывают большую усушку.

      От отношения площади поверхности продукта к его массе зависит величина усушки: чем больше это отношение, тем она значительнее. Мелкофасованные продукты имеют большую поверхность на единицу массы по сравнению с крупными кусками, следовательно, и усушка первых больше.

       Пути сокращения потерь при хранении могут быть найдены на основе изучения причин, вызывающих испарение, которых в основном четыре:

 

    поступление теплоты  в камеру от наружных стен  и других источников путем  конвекции и излучения;

    испарение влаги  с поверхности продукта за  счет теплоты, полученной продуктом  путем конвекции и излучения;

    поступление влаги  в камеру с наружным воздухом от увлажнителей при испарении влаги с поверхности замораживаемого продукта;

    конденсация влаги  на поверхности охлаждающих приборов  за счет теплоты, получаемой  из камеры путем конвекции  и излучения. 

 

В целях уменьшения усушки необходимо устанавливать в камерах  хранения батареи с относительно большой поверхностью. Но и рациональное их размещение в камере также имеет  большое значение. Расположение батарей  в камерах должно удовлетворять  основному требованию — создавать  равномерное и постоянное температурное  поле.

        Эффективной мерой борьбы с усушкой является укрытие штабеля плотной тканью (брезентом), а также сооружение экрана перед батареей с намораживанием на брезенте или экране льда. Под оболочкой из брезента, снега или льда воздух насыщается влагой, испарившейся из продукта, и в силу того, что движение ее к приборам охлаждения значительно затруднено, испарение вскоре существенно сокращается.

        Применение синтетических упаковочных материалов, но только газо- и водонепроницаемых, сводит потери продукта к минимуму. Хороших результатов можно достичь при глазировании продуктов.

         Продукты, помещенные в холодильные камеры хранения без герметичной упаковки, с течением времени теряют массу. Происходит это вследствие испарения влаги c поверхности продуктов. При этом ухудшается их качество. Высохший поверхностный слой продуктов становится пористым, адсорбирует посторонние запа-хи и приобретает лежалый специфический привкус. Кроме того, испарившаяся c поверхности продукта влага оседает в виде снеговой шубы на поверхностях охлаждающих приборов, что приводит к снижению эффективности системы охлаждения.

        Однако усушку нельзя рассматривать как простую потерю продуктами влаги. При усушке ухудшается качество продукта, т.к. в подсохшем поверхностном слое усиливаются окислительные и гидролитические процессы и этот слой в процессе хранения приобретает ненатуральные, несвежие вкус и запах.

          На усушку влияет большое число факторов. К ним относятся стабильность температурного и влажностного режимов в камере, равномерность температурного поля по объему камеры, движение воздуха в объеме камеры, наличие приточно-вытяжной вентиляции в камере и др.

            Усушка резко уменьшается, если на поверхности натурального продукта имеется влагонепроницаемый слой (корочка подсыхания, слой жировой ткани). При измельчении продуктов усушка резко возрастает.

На усушку влияют следующие  факторы:

   С увеличением  скорости движения воздуха возрастает  усушка продукта.

    Усушка возрастает  с увеличением площади поверхности  продукта.

    Увеличение относительной  влажности воздуха в холодильной  камере приводит к уменьшению  усушки.

    Понижение температуры  холодильного хранения уменьшает  усушку.

       Для снижения усушки необходимо: строго соблюдать технологические режимы хранения; применять герметичные (где это возможно) упаковочные материалы для хранимых продуктов; использовать пищевые обмазки для продуктов (глазурование мороженой рыбы водным льдом, желатиновые обмазки для мороженого мяса и пр.); обертывать продукты тканью; искусственно повышать влажность в камерах хранения продуктов растительного происхождения.