ЛЕКЦИЯ № 12

Тема: «Производство быстрозамороженных плодов и овощей»

Вопросы:

1. Особенности консервирования плодоовощного сырья с помощью холода.
2. Особенности технологии и режимов замораживания.
3. Способы и режимы замораживания
4. Размораживание продуктов

Ответы:

1. Особенности консервирования плодоовощного сырья с помощью холода.

В настоящее время ассортимент выпускаемой продукции в России быстрозамороженной продукции насчитывает около 300 наименований. Классификация быстрозамороженных плодов и овощей:

1. по способу заморозки:

- естественная

- искусственная – воздушное замораживание

- криогенное замораживание в азоте

- в скороморозильных аппаратах флюидизационного

типа

2. по назначению:

- суповые борщевые наборы

- салаты

- вторые блюда

- гарниры

- начинки

- десерты

3. по наличию добавок:

- натуральные

- с добавками – сахар

- сахарный сироп

- молочная сыворотка

- пектин

- другие

4. по размещению:

- в таре

- россыпью

5. по сырью:

- ягоды

- плоды

- овощи (кроме картофеля)

- картофель - гарниры

- пюре

- картофель обжаренный с луком

- котлеты, биточки, крокеты

- запеканка

- кубики для салата

6. по компонентам:

- монокультуры

- смеси

7. по скорости снижения температуры:

- сверхбыстрое

- быстрое

- со средней скоростью

- медленное

8. по степени готовности:

- требуют термической обработки

- повышенной готовности (полуфабрикаты)

- готовые к употреблению

Замораживанием называют процесс понижения температуры продукта на 10…30⁰С ниже криоскопической, сопровождаемый переходом в лед почти всего количества содержащейся воды. В результате микроорганизмы не могут питаться, увеличивается концентрация растворов, создаются неблагоприятные осмотические условия и резко сокращается скорость биохимических реакций в продукте.

Замороженный продукт характеризуется такими внешними признаками и физическими свойствами, как твердость (вызвана превращением воды в лед), яркость окраски (результат оптических эффектов, вызванных кристаллизацией льда), уменьшение плотности (результат расширения воды при замораживании), значительное изменение теплофизических характеристик.

Основная задача замораживания и хранения картофеля и плодоовощной продукции в состоянии криоанабиоза заключается в сохранении их питательных, вкусовых и биологически активных веществ, для чего необходимо добиваться обратимости изменений, происходящих под влиянием отрицательных температур.

Пригодность плодоовощного сырья для замораживания опре­деляется рядом факторов: видовым составом, особенностями сор­та, степенью зрелости. Замораживанием можно консервировать не все виды этой продукции. Так, продукция низкого качества по­лучается из огурцов, главным образом из-за явно выраженного ухудшения консистенции и вкуса после их дефростации (оттаива­ния). Не замораживают салат, редис, а также белую смородину.

При быстром замораживании в плодоовощной продукции про­текают процессы: кристаллизации, рекристаллизации и дефроста­ции (при оттаивании), а при сверхбыстром замораживании в жид­ком азоте — витрификации (застекловывание) и сверхбыстром от­таивании — девитрификации (расстекловывание).

Кристаллизация. Она характеризуется скоростью образования зародышей кристаллов и скоростью их роста. При замораживании воды образуются кристаллы гексагональной формы, которые по­являются при медленном темпе замораживания. При средних и высоких скоростях замораживания возникают кристаллы непра­вильной формы (дендриды), при сверхбыстрой — формируются кристаллы округлой формы. Форма кристаллов обусловливается скоростью охлаждения. При быстром замораживании с интенсив­ным отводом теплоты получают замороженный продукт расти­тельного происхождения более высокого качества. Чем ниже тем­пература замораживания, тем больше возникает центров кристал­лизации в тканях продукта и тем они мельче. При этом меньше деструктурные изменения стенок клеток тканей продукта и при дефростации сок остается в тканях, а не вытекает. Во время крис­таллизации рост кристаллов непрерывно затормаживается с уве­личением концентрации раствора, так что в конце концов процесс полностью прекращается. Устанавливается определенное состоя­ние равновесия между силами притяжения частиц воды к кристал­лу льда и силами сопротивления раствора. Количество воды, кото­рое не может бить выморожено из раствора, зависит от концент­рации и температуры. При снижении температуры это количество уменьшается до определенного минимума, который характеризует количество воды, не вымораживающейся при данной температу­ре, — это связанная вода.

Рекристаллизация. До последнего времени считали, что заморо­женный продукт стабилен и не подвержен структурным измене­ниям вплоть до дефростации. Раствор, замороженный в виде про­зрачных шаровидных кристаллов (сверхбыстрое замораживание), после превышения определенной температуры становится не­прозрачным. По мере повышения температуры кристаллы начи­нают приобретать вид крупных зерен, которые постепенно объе­диняются в монолитные кристаллы льда. Вначале этот процесс идет медленно, но по мере приближения к криоскопической точ­ке скорость процесса возрастает. При температуре, близкой к точ­ке таяния, наблюдается сильный рост больших кристаллов за счет малых, т. е. рекристаллизация. Причина миграции частиц воды от малых кристаллов к большим — наличие более высокого давления водяных паров на поверхности малых кристаллов по сравнению с крупными. Движущей силой рекристаллизации является градиент давления. При температуре —25 °С разница давлений водяных па­ров над крупными и малыми кристаллами в 4 раза ниже, чем при температуре —10 °С. Полное затормаживание рекристаллизации возможно при температуре ниже криогидратной, которая для био­логических объектов приближается к —65 °С. Для снижения отри­цательного влияния рекристаллизации на качество замороженной продукции рекомендуется ее хранить при определенной темпера­туре и дефростацию проводить быстро.

Дефростации. Теоретически процесс таяния замороженного ра­створа происходит с началом рекристаллизации, а на практике за точку таяния принимают переход из твердого состояния в жидкое.

1. Особенности технологии и режимов замораживания.

Подготовительный этап включает в себя приемку сырья, сортировку, калибровку, мойку, механическую и химическую обработку, бланширование. Сортировка сырья по качеству производится на инспекционных транспортерах. Уда­ляются несъедобные части продукта (плодоножки, чашелистика и пр.), посторонние при­меси, а также незрелые, перезрелые, поврежденные болезнями и при перевозке экземпля­ры. Калибровка по размеру осуществляется на калибровочных машинах. Назначение сор­тировки и калибровки — формирование однородных по качеству и размеру партий, что обеспечивает равномерное замораживание продукта. Отбракованное некондиционное по размеру, цвету, зрелости сырье используют для производства пюреобразных продуктов.

Мойка предназначена для удаления поверхностного загрязнения плодов и овощей землей, остатков ядохимикатов, микроорганизмов и посторонних примесей. Моют плоды и овощи в моечных машинах или душевых устройствах чистой холодной водой (темпе­ратура не выше 5 ^СС.) удовлетворяющей всем требованиям питьевой воды. После мойки сырье охлаждают.

Механическая обработка состоит в очистке продукции от кожицы, удалении несъе­добных частей (косточек, семян, семенных гнезд и т. п.), а также в резке на кусочки раз­ной формы, измельчении до пюреобразного со­стояния, прессовании для получения соков. Удаление кожицы производят механическим (на машинах с терочной поверхностью), тепло­вым (обжиганием, острым паром) и химическим способами. После этого производят ручную доочистку сырья. Химическую обработку сырья антиокислителями применяют для предотвращения потемнения замороженного продукта, сохранения натурального цвета и вкуса, сохранения уровня витамина С.

Бланширование осуществляется аналогично подготовке сырья для получения консервантов.

Замораживание в зависимости от скорости снижения температуры до заданной под­разделяют на четыре группы: медленное, со средней скоростью, быстрое и сверхбыстрое.

Продукция лучшего качества получается при быстром и сверхбыстром заморажива­нии, поэтому эти способы в последнее время получают все большее распространение.

Высокая скорость замораживания предотвращает перемещение воды из клетки в межклеточное пространство, благодаря чему оболочки клеток меньше повреждаются кристаллами льда, ткани плодов и овощей сохраняют свою структуру, так как практи­чески вся вода превращается в мелкие кристаллы. При медленном замораживании сначала замерзает вода в межклеточном пространстве, кристаллы разрывают стенки клеток. В ре­зультате при размораживании (дефростации) клеточный сок вытекает, ткани становятся дряблыми.

У быстрозамороженных плодов и овощей отделение сока меньше, чем в медленно-замороженных.

В зависимости от природы хладоносителя различают воздушное и криогенное замо­раживание.

При воздушном охлаждении применяют скороморозильные аппараты туннельного и гравитационного типов. Температура -30…-35⁰С

Криогенное замораживание плодов и овощей производится в азоте, который явля­ется инертным газом и не реагирует с пищевыми продуктами. Температура испарения жидкого азота -195,8 °С. При этом способе продукт сначала охлаждают газообразным азо­том, затем предварительно замораживают, температура поверхностного слоя таким обра­зом быстро снижается. Окончательное замораживание происходит в камере, интенсивного замораживания, где температура поверхностного слоя ниже -80 °С, а затем происходит выравнивание температуры по всему объему. Достоинством криогенного способа явля­ется высокая скорость замораживания — 4-30 мин.

Фасовка в тару является завершающей операцией, если плоды и овощи заморажи­вают россыпью, или предшествующей — при замораживании в таре. Заполняют тару с по­мощью специальных аппаратов. Продукцию с наполнителями заливают сахарным сиро­пом или рассолом. Применяют коробки картонные, банки, пакеты из полимерных мате­риалов, мешки. При фасовке перед замораживанием тару заполняют только на 90 % во избежании ее разрыва, так как при замораживании объем продукции увеличивается. За­полненную тару закрывают, пакеты и мешки из пленочных материалов термосваривают, банки закатывают, снабжают этикеткой с указанием надлежащих реквизитов.

1. Способы и режимы замораживания

Способы замораживания. Их классифицируют по принципу от­вода тепла от продукта. При замораживании в воздухе продукты упаковывают в паронепроницаемые оболочки или замораживают непосредственно в жидких практически не испаряющихся (хлори­стый натрий, хлористый кальций, пропиленгликоль, этиленгликоль и др.) и испаряющихся (диоксид углерода, азот, фреон и др.) средах, а также в металлических закрытых формах или между ме­таллическими поверхностями. В холодильной технологии наибо­лее распространены способы, основанные на отводе тепла от про­дукта теплопроводностью, конвекцией, радиацией и теплообме­ном при фазовых превращениях.

Как правило, охлаждающей средой является воздух с различ­ной скоростью движения и температурой, чаще всего —30...—40 °С. Замораживание осуществляют в морозильных аппаратах разной конструкции, в которых воздух движется со скоростью 1...2м/с. Для ускорения замораживания охлаждающие батареи размещают поблизости от замораживаемого объекта, вследствие чего достига­ется ускорение этого процесса. Лучший эффект получают при за­мораживании фасованной продукции, так как при этом обеспечи­вается оптимальная толщина. Хороший эффект дает заморажива­ние продуктов малого размера (ягод) россыпью на охлаждающих поверхностях и лучше в «кипящем слое», называемом еще мето­дом флюидизации.

Способ контактного одностороннего замораживания на металлической охлаждающей пластине использу­ют в конструкциях ряда морозильных аппаратов. При этом спо­собе наблюдают недостаточный теплообмен поверхности про­дукта, продолжительное время замораживания, смещение в сто­рону слабого теплообмена границы раздела между замороженны­ми слоями.

При контактном двустороннем способе замораживания в активном теплообмене участвует примерно 60...70 % поверхности в зависимости от толщины продукта, а границы раз­дела располагаются в середине его толщины.

При замораживании продукта с помощью жидкого хладоносителя, подаваемого через форсунки или другие устройства, распреде­ляющие жидкость, граница раздела между замо­роженными слоями располагается ближе к той поверхности, где менее интенсивен теплообмен. Лучший эффект достигается, когда продукт омывается хладоносителем с двух сторон или когда про­дукт погружается в перемешивающийся жидкий хладоноситель. В последнем случае замораживание равномерно и линия раздела проходит по середине объекта.

Если в качестве хладоносителя используют поток воздуха, по даваемого с одной стороны, то не вся поверхность продукта уча­ствует в активном теплообмене и трудно достичь равномерного замораживания, а граница раздела между замороженными слоями сдвигается в сторону слабого теплообмена.

При замораживании в поперечно-протонном потоке воздуха с пе­ремещающимся направлением в активном теплообмене участвует вся поверхность продукта. При использовании низких отрицательных температур и достаточной скорости движе­ния воздуха происходит быстрое замораживание и, самое глав­ное, — структура льда образуется равномерно.

При замораживании в банках жидких скоропортящихся продук­тов целесообразно придать им медленное вращательное движение, горизонтальное расположение банок исклю­чает вредное влияние воздушной прослойки на скорость замора­живания и на изменение внешнего вида поверхности продукта, так как воздух во время вращения банки постепенно перемещает­ся к центру и там остается.

Способ замораживания в «кипящем слое» (способ флюидизации). Высокая скорость подаваемого под давлением холодного воздуха и омывание им всей поверхности взвешенных в потоке частиц продукта обеспечивает наибольший эффект по скорости замораживания и сохранению качества про­дукта.

К сверхбыстрому способу относится замораживание продукта в кипящих хладоносителях, таких, как жидкий азот, фреон и др. В этом случае вся поверхность продукта участвует в теплообмене, а очень низкие температуры хладоносителя обеспечивают замора­живание в течение нескольких минут или секунд.

Режим замораживания плодоовощной продукции. Он состоит из трех стадий: первая — стадия охлаждения — интенсивный отвод тепла от продукта и снижение температуры до криоскопической; вторая — стадия кристаллизации — фазовое изменение воды, когда после переохлаждения начинают образовываться и расти крис­таллы; третья — стадия домораживания — охлаждение до криоскопических температур, перемещающихся с периферийных слоев в центр продукта. На этой стадии замораживание характеризуется дальнейшим снижением температуры продукта до —18...—20°С, при которой происходит инактивация всех ферментных систем, останавливаются биохимические процессы во всех клетках тканей и наступает его консервация.

Понижение температуры теплопроводящей среды на 10 °С уве­личивает в среднем скорость теплообмена в стадии охлаждения в 1,7 раза, в стадии кристаллизации в 2,8 раза, а в стадии домораживания в 3 раза. Изменение же толщины продукта с 20 до 10 мм уве­личивает скорость теплообмена по стадиям соответственно в 1,3; 1,5 и 1,8 раза. Таким образом, определяющее значение в процессе теплообмена имеют температура охлаждающей среды и толщина подготовленного к замораживанию продукта.

Замораживание рекомендуют проводить при температуре —30...—35 °С. Дальнейшее понижение температуры не позволяет резко сократить продолжительность процесса, но при этом возра­стают энергетические затраты, что экономически нецелесообраз­но.

Время замораживания картофеля, овощей, плодов и ягод зави­сит от вида продукта, степени его измельчения (для крупных пло­дов и овощей), а также от других операций подготовки сырья (очистка, сульфитация, бланширование и др.) к замораживанию.

1. Размораживание продуктов

Большинство замороженных продуктов перед их употреблени­ем или дальнейшей переработкой размораживают.

Размораживание быстрозамороженных продуктов в мелкой расфасовке часто совмещают с их кулинарной обработкой.

Существующие способы размораживания группируют в зави­симости от способа подвода тепла. Тепло продукту сообщается воздухом, паровоздушной смесью, жидкостью, электрическим по­лем, инфракрасными лучами.

Продукты размораживают в воздухе в специальных камерах или аппаратах, в которых подаваемый воздух нагревается в конди­ционерах или калориферах. Поток теплоносителя подается снизу вверх.

При размораживании в жидкости (вода, рассол, бульон) достига­ют эффективного теплообмена. Это происходит в результате боль­шой теплоемкости воды и высокого коэффициента теплоотдачи.

Отри нагревании электрическим полем пищевые продукты од­новременно нагреваются по всей толще. При прохождении токов высокой частоты через продукт электрическая энергия превраща­ется в тепловую. В этом случае тепло выделяется по всей толще продукта и вся его масса нагревается, причем с большой скорос­тью. В промышленности наибольшее распространение в качестве источников высокой частоты получили ламповые генераторы.

Токи высокой частоты применяют для размораживания пище­вых продуктов как животного, так и растительного происхожде­ния, например ягод, плодов, овощей.

Часто фрукты и овощи размораживают непосредственно при кулинарной обработке. Например, если при производстве консер­вированных компотов, приготовлении варенья или джема исполь­зуют не свежие, а быстрозамороженные плоды, то технологией допускается размораживание в горячем сахарном сиропе — совме­щение операций по дефростации и настаиванию плодов и ягод в сахарном сиропе.

Быстрозамороженный гарнирный картофель без разморажива­ния обжаривают в нагретом растительном масле или в другом жире до готовности. При использовании замороженных ассорти из овощей, предназначенных для производства первых обеденных блюд, их размораживают в кипящем бульоне, а если овощи пред­назначены для приготовления винегретов, то их без разморажива­ния варят в кипящей воде.

Десертные плоды и ягоды (персики, абрикосы, землянику и др.) размораживают на воздухе или используют токи высокой или сверхвысокой частоты.

Размороженные плоды и овощи не подлежат повторному замо­раживанию и длительному хранению даже в условиях пониженных положительных температур (в домашнем холодильнике) в связи с тем, что при замораживании плодоовощных продуктов большая часть микроорганизмов остаются жизнеспособными и при размо­раживании, а особенно при хранении размороженных продуктов, они активизируются и вызывают порчу этих продуктов и как след­ствие — пищевые отравления. Размороженные продукты должны быть употреблены или подвергнуты кулинарной обработке.

Размораживание растительных продуктов может быть медлен­ным в воздухе при температуре 0...4°С, быстрым в воздухе при 15...20 °С, в паровоздушой среде при 25...40 °С, в воде — орошени­ем или погружением при температуре 4...20 °С или в электричес­ком поле высокой частоты.

При размораживании картофеля, плодов, овощей и ягод вос­станавливаются их первоначальные пищевые достоинства. Если обратимость процесса хорошая, то сохраняется высокое качество продуктов. При этом образующаяся при таянии льда вода должна перемещаться в клетки ткани. Биохимические процессы при раз­мораживании в растительных тканях направлены в сторону гидро­лиза, что в какой-то степени ухудшает их гидрофильные свойства и способствует вытеканию сока, потере питательных веществ и ухудшает товарный вид продукции, особенно если используются сорта, которые не рекомендуются для замораживания.

Качество замороженных плодов и овощей оценивают по органолептическим (внешний вид, вкус, запах, консистенция), физи­ко-химическим (размер, форма, допустимые отклонения от уста­новленных норм) и микробиологическим показателям (общее ко­личество микроорганизмов, количество бактерий группы кишеч­ной палочки, дрожжей и плесневых грибов).

Дата добавления: 2014-01-07