Разработка технологии замораживания и хранения плодоовощной продукции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

«Разработка технологии замораживания и хранения плодоовощной продукции» по приоритетному направлению «2.4Технологии переработки продукции. Фундаментальные эксперименты исследования в области глубокой переработки сырья и продукции»

Аннотация научного исследования.

Цель: Увеличить срок хранения плодоовощной продукции методом замораживания на основе туннельных и вакуумно-сублимационных аппаратов с целью повышения их качества и безопасности.

Основные задачи исследования:

· Отбор плодов, овощей и картофеля по сорту и размерам и выращенных различных грунтовых почв.

· Аренда специальных мест для аппаратов плодоовощных продукции с целью увеличении срока хранение с повышением качества и безопасности плодов, овощей и картофеля всей категории по сорту, выращенных различных сельских мест грунтовых почв.

· Изучение поддержание оптимальной температуры t⁰C и влажность воздуха W, активности воды A_W, межклеточные кристаллизации воды вовремя заморозки в вакуумно-сублимационных и плиточных аппаратов.

· Изучены различные методы хранение в замороженном виде плодоовощных продуктов как овощей так и картофелей с выявлением наилучшего способа хранение замороженных плодоовощных продуктов.

· Изучение влияния на хранение физико-химических, биохимических, микробиологических параметров, как температуры, влажности воздуха, испарение, активности воды, гидролитический распад сложных органических соединения, вкусовых и пищевых ценностей по химическим составам плодоовощных продуктов и картофелей.

· Исследования побочных дефектов как изменение массы, тканевой клетки плодов и овощей, их срок хранения, болезней порчи или гниения с развитием микроорганизмов при замороженном состоянии хранении по микробиологическим методами определение на КОЕ микроорганизмов или бактерии по общим количествам аэробных, анаэробных и мезофильных микроорганизмов в составе плодоовощных продукции как овощей так и картофелей.

· Исследования туннельных аппаратов с вакуумно-сублимационными аппаратами с целью сравнения их экономической рентабельности в использовании замораживании плодоовощнойц продукции с целью увеличения их срока хранения с малыми потерями органолептических, пищевых и вкусовых свойств.

Актуальность исследования.

Быстрозамороженные продукты, полуфабрикаты и готовые блюда пользуются популярностью во всем мире.

Их потребление в таких странах, как Великобритания, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Швеция, Швейцария, США и Япония составляет от 40 до 100 кг в год на человека. Причем ежегодно производство в этих странах увеличивается на 5-7%.

В мировой практике ассортимент продуктов, которые консервируются с помощью быстрого замораживанием, чрезвычайно широк. Причем каждая страна вырабатывает, прежде всего, продукты, специфические для данного района, климата, традиций.

Последними годами особенно интенсивно вырабатываются быстрозамороженные:

· Плоды, ягоды, овощи, бахчевые, зелень и комбинации из них;

· Готовые первые и вторые блюда, пироги, булочно-кондитерские изделия;

· Полуфабрикаты (мясные, рыбные и др.) типа антрекотов, бифштексов, гамбургеров, котлет, палочек, сосисок, пельменей и вареников;

· Десерты, соки, пудинги, желе, мороженное и т.п.

В чем же привлекательность быстрозамороженных продуктов:

· Продукт почти полностью свободен от несъедобных включений. Он, в сущности, "безотходный" (кроме упаковки); практически не отличается от свежего, сохраняет все исходные, натуральные свойства; по своей сути является диетическим, кондиционным; расфасованный, дозированный, порционный;

· Это удобно для любого потребителя;

· Для торговли, общественного питания, для конечного потребителя быстрозамороженный продукт является стратегическим.

· Он не требует внимания при хранении и всегда готов к употреблению;

· Подобный продукт требует минимального времени (минуты) и работы для его приготовления.

Технология шокового замораживания открывает совсем новые возможности. Она выводит бизнес на более высокую степень его развития.

Быстрое замораживание позволяет отсрочить реализацию сельскохозяйственной продукции во времени и перенести место реализации в пространстве. плодоовощной замораживание картофель сублимационный

Например, для хозяйств - это возможность часть своей продукции заморозить и реализовать ее непосредственно потребителю по более высокой цене, чем свежая, в любом месте и в любое время.

1. Процесс замораживания плодоовощной продукции

При замораживании фрукты и овощи охлаждают ниже температуры, которая приводит к их замерзанию. Точка замерзания зависит от сорта, разновидности и состава. Если замораживание не происходит довольно быстро, в плодах могут образоваться кристаллы, которые разрушают их клетки и ткани. Аналогичные изменения приводят к истечению сока. Размороженные продукты очень быстро портятся. Подготовленные с учетом специфики сырья овощи и плоды перед замораживанием подвергают еще некоторым влияниям. Для сохранности натуральных цвета и вкуса плодов при продолжительном хранении и после дефростации, а также уменьшение потери витамина С (аскорбиновой кислоты) их предварительно обрабатывают антиокислителями (аскорбиновой, лимонной и дегидрооксималеиновой кислотами). Например, половинки абрикосов 30 мин. выдерживают в 4% растворе аскорбиновой кислоты и 0,1% поваренной соли. При замораживании целых плодов абрикосы и персики 1,5 ч. соответственно выдерживают в 7% и 0,1% растворах. Некоторые плоды и ягоды замораживают в 20-60% сахарном сиропе. После набухания излишков раствора антиокислителя продукты укладывают в картонные коробки, которые застелены целлофаном, а также в полиэтиленовые или целлофановые пакеты и направляют на замораживание. Температура в морозильной камере -36°С. При замерзании плодов лед образуется не в самих клетках, а в межклеточных пространствах. В начальной стадии процесс происходит быстрее, чем в дальнейшем. При температуре -15°С в лед превращается около 79% воды, содержащейся в плодах.

В замороженных плодоовощных продуктах сохраняются все пищевые качества. В них лишь инвертируется сахароза, в некоторых случаях кислотность увеличивается, в других снижается, количество дубильных веществ резко уменьшается. Некоторые плоды, особенно с большим содержанием дубильных веществ (рябина, терн, кизил), после замораживания и оттаивания становятся более сладкими, менее терпкими.

Для приготовления замороженных овощных смесей используют горошек зеленый, фасоль стручковую, капусту цветную и кочанную, картофель, свеклу, морковь, корни белые (петрушка, пастернак, сельдерей), томаты, репчатый лук, перец сладкий, зелень (укроп, листья петрушки и сельдерея) и др.

Например, с помощью быстрого замораживания готовят картофель для гарнира - однородные по размеру брусочки картофеля с гладенькой поверхностью диаметром не менее 30 мм.

Сохраняют замороженные продукты при температуре не выше -18°С, а в некоторых случаях при -20°С и ниже в специальных низкотемпературных камерах и хранилищах разной емкости при относительной влажности воздуха 95-98%.

Оптимальный режим хранения замороженной продукции поддерживают весь период - от выхода с быстрозамораживающего аппарата до реализации. Кратковременное хранение быстрозамороженных плодов, упакованных в мелкую тару, допустимо при температуре не выше -15°С.

Непременным условием сохранения качества быстрозамороженных продуктов является как транспортировка быстрозамороженной продукции к мелкооптовым и конечным потребителям специально оборудованным автотранспортом, так и его дальнейшая коммерциализация из низкотемпературных ларей и витрин.

Замораживание -- это процесс понижения температуры продукта ниже криоскопической (температуры начала замерзания) до кристаллизации основной части воды, содержащейся в продукте.

Процесс кристаллизации состоит из двух фаз, включающих зарождение кристаллов и их рост. С понижением температуры снижается кинетическая энергия молекул воды, начинают образовываться центры кристаллизации. Зарождение кристаллов происходит при упорядочении группы молекул воды и сохранении этой структуры с последующим ее укрупнением за счет вовлечения новых молекул воды. При понижении температуры перед началом кристаллообразования протекает процесс переохлаждения. Для каждого вида пищевого продукта установлена предельная температура, при которой начинают образовываться кристаллы льда, для плодов и овощей она находится в диапазоне -0,4...-6°. Например, высокая криоскопическая температура у цветной капусты (-0,4...-1,5°С), томатов (-0,5...-1,0°С). Чем выше содержание в растительной ткани растворенных веществ -- сахаров, кислот, углеводов, солей, тем ниже криоскопическая температура. При повышении концентрации сахара в клеточном соке температура кристаллообразования уменьшается, например у вишни криоскопическая температура составляет около -3,5°С, а у винограда может достигать -5°С. Рост кристаллов льда сопровождается выделением теплоты фазового превращения воды в лед (теплоты превращения) и характеризует разницу между внутренней энергией жидкой и твердокристаллической фазами вещества при равных температурах.

Установлено, что в первую очередь начинает замерзать та часть влаги, которая имеет более слабые связи с гидрофильными коллоидами, в которой меньше содержится растворенных веществ. Такая влага находится в межклеточном пространстве растительных тканей, в которых в первую очередь начинают образовываться кристаллы льда. Образование кристаллов льда в межклеточной жидкости вызывает увеличение концентрации раствора, т. е. увеличение осмотического давления.

В результате возникающей разности концентраций внутри клеток и в межклеточном пространстве происходит перемещение воды из клеток в межклеточное пространство, кристаллы льда в межклеточном пространстве увеличиваются, а клетки обезвоживаются. При превращении воды в лед происходит увеличение объема, что вызывает увеличение объема межклеточного пространства и сдавливание клеток, которое способствует их обезвоживанию. В процессе сжатия клеток в оболочке могут образовываться складки, которые могут приводить также к механическому повреждению целостности клеток. Процесс увеличения количества кристаллов и их размеров в межклеточном пространстве протекает до снижения температуры до уровня, необходимого для начала кристаллообразования внутри клеток, где уже часть влаги перешла в межклеточное пространство и создана повышенная концентрация растворенных веществ. Чем меньше в клетке осталось воды, тем ниже температура кристаллизации.

Медленное замораживание приводит к образованию крупных кристаллов льда в межклеточном пространстве и вызывает серьезные механические повреждения оболочек и мембран клеток.

При быстром охлаждении изучен механизм роста кристаллов. Установлено, что при переохлаждении растворов образуется много центров кристаллизации (ядер) одновременно внутри клеток и в межклеточном пространстве без существенной миграции влаги из клеток в межклеточное пространство. Образуются мелкие кристаллы, которые равномерно распределяются внутри клеток и в межклеточном пространстве, при этом установлено, что даже при очень быстрой скорости замораживания кристаллообразование начинается в межклеточных пространствах. Чем больше размер клеток растительной ткани, тем выше должна быть скорость замораживания, чтобы внутри и вне клеток равномерно образовывались более мелкие кристаллы, которые в меньшей степени нарушают целостность клетки, что обеспечивает более высокое качество продукции.

В соке плодов и овощей растворены минеральные и органические вещества. Понижение температуры ниже криоскопической сопровождается изменением концентрации жидкого раствора, степени диссоциации растворенных веществ и свойств растворителя. В процессе замораживания постоянно повышается концентрация растворенных веществ в оставшемся еще не замерзшем водном растворе. При концентрации растворенных веществ в результате замерзания воды происходит повышение концентрации до уровня насыщения, при котором начинается их кристаллизация, наступает равновесие между кристаллизующимися компонентами клеточного сока и водой. Температура пищевых продуктов, при которой происходит полное замерзание в них влаги, называется эвтектической, или криогидратной. Значение данного показателя зависит от вида и химической природы не замерзшего раствора. Поэтому максимальное количество льда образуется, когда будет достигнута самая низкая эвтектическая точка, т. е. температура, при которой последнее соединение переходит в эвтектическое состояние ("конечная эвтектическая точка"). В зависимости от вида продукта это значение колеблется от -55 до -70°С. При современных технологиях быстрой заморозки продукции и последующего ее хранения все замороженные продукты содержат определенное количество не замерзшей воды. Считается, что эффект сохранения качества достигается и сохраняется на протяжении всего периода хранения, если более 80% свободной воды продукта при заморозке превращается в лед и в таком состоянии хранится.

Рис.1 Кривые замораживания: 1 -- медленное; 2 -- быстрое; 3 -- сверхбыстрое замораживание

На рис. 1 представлены кривые, характеризующие процессы, протекающие при разных скоростях замораживания пищевых продуктов. Характер протекания процесса замораживания зависит от многих факторов, определяющими из которых являются температура и скорость замораживания. Для процесса медленного (кривая 1), быстрого (кривая 2) и сверхбыстрого замораживания (кривая 3) существуют общие закономерности. В процессе замораживания можно выделить три диапазона температур в центре продукта -- от + 20 до 0°С, от 0 до -5°С и от -5 до -18°С. На графике обозначены основные отрезки, соответствующие разным фазам замораживания. Отрезок A-S соответствует периоду охлаждения продукта до близкриоскопических температур. На первом этапе происходит охлаждение продукта от +20 до 0°С. Снижение температуры продукта здесь идет пропорционально количеству работы по отбору тепла.

Точка S соответствует переохлаждению продукта. В точке S происходит замораживание, начинается кристаллизация воды. Выделение теплоты кристаллизации вызывает повышение температуры продукта до точки В. Отрезок В-С соответствует продолжительности времени, при котором замерзает основная часть влаги. При медленном замораживании температура продукта практически не снижается, в этот период происходит кристаллизация примерно 70% жидкой фракции продукта. При дальнейшем снижении температуры (отрезок (C-D) замерзает мало влаги, выделяется мало теплоты фазового превращения, температура продукта резко понижается. На этом этапе происходит домораживание при температурах продукта от -5 до -18°С. Снижение температуры опять идет пропорционально выполняемой машиной холодильной работе.

Нижний предел охлаждения продукции определяется экономической эффективностью процесса и качеством готовой продукции.

Скорость движения фронта области замораживания при быстрой заморозке продукции составляет 5-20 см/ч, при обычной (средней) -- 1-5 см/ч, при медленной -- 0,1-1 см/ч. При криогенной сверхбыстрой заморозке, которая осуществляется в криогенных жидкостях (жидкий азот, жидкий СО₂, фреон) методами орошения или погружения, скорость замораживания составляет 100 см/ч.

При сверхбыстром замораживании образования кристаллов льда не происходит, наблюдается эффект витрификации (застекловывания) воды в протоплазме клеток.

В некоторых плодах витрификация воды может происходить при быстрой заморозке, например установлено, что после шоковой быстрой заморозки сок в мякоти плода черной смородины приобретает стекловидное (аморфное) состояние. Такое состояние отличается от кристаллического тем, что молекулы вещества распределяются хаотически, а не по определенному стереометрическому плану, как это происходит при кристаллизации. При стекловидном состоянии (витрификации воды) ткань приобретает свойства твердого тела. Считается, что криозащитные свойства в плодах черной смородины проявляют пектиновые вещества.

При быстром нагревании стекловидное состояние может перейти в жидкое, минуя кристаллическое. При этом исключается структурное разрушение, которое наступает после внутриклеточной кристаллизации, предупреждается гибель клеток и достигается возвратность процесса заморозки, от которого зависит максимальное сохранение качества плодов.

Замораживание

К замораживанию пищевых продуктов прибегают для достижения следующих целей:

- обеспечения сохранности во время длительного хранения; отделения влаги при концентрировании жидких пищевых продуктов;

- изменения физических свойств продуктов (твердость, хрупкость и др.) при подготовке к дальнейшим технологическим операциям

- при сублимационной сушке;

- производства своеобразных пищевых продуктов и придания им специфических вкусовых и товарных качеств (мороженое, пельмени, другие быстрозамороженные продукты).

Основное отличие результатов замораживания от результатов охлаждения состоит в том, что замороженные продукты более стойки при хранении, чем охлажденные, поскольку вода в них превращается в лед. При этом прекращается диффузионное перемещение растворимых в воде веществ и, следовательно, питание микроорганизмов и протекание биохимических (ферментативных) реакций. Эффект замораживания достигается при температуре в центре продукта -6 °С и ниже.

Результативный эффект превращения воды в лед родственен эффекту обезвоживания. При этом уменьшается количество влаги, необходимой для жизнедеятельности микроорганизмов и осуществления биохимических реакций.

Различие между замораживанием и сушкой состоит в том, что при замораживании влага превращается в лед, не будучи удаленной из продукта, тогда как при сушке она удаляется.

0Замороженный продукт отличается от охлажденного рядом внешних и физических признаков и свойств:

твердостью -- результат превращения воды в лед;

яркостью окраски -- результат оптических эффектов, вызываемых кристаллизацией льда;

уменьшением удельного веса -- следствие расширения воды при замораживании;

изменением термодинамических характеристик (теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность).

В технологическом отношении замораживание в отличие от охлаждения вызывает необратимые изменения в продукте, препятствующие полному восстановлению его первоначальных свойств. Поэтому в таком случае говорят о неполной обратимости пищевых продуктов.

При замораживании в отличие от охлаждения происходят частичное перераспределение влаги, травмирование тканей продукта кристаллами льда, а также иногда частичная денатурация белка.

В итоге вкусовые и питательные достоинства продукта могут снизиться, если замораживание осуществлено неправильно. Замораживая продукт, необходимо стремиться прежде всего к сохранению его питательных и вкусовых свойств. Для этого необходимо добиться максимальной обратимости явлений, происходящих в процессе замораживания.

Подмораживание (переохлаждение)

Подмораживание заключается в понижении температуры продуктов немного ниже криоскопической для улучшения условий хранения. Поскольку понижение температуры продуктов сопровождается некоторым льдообразованием, термин «переохлаждение» неточен, более правильный «подмораживание».

Существуют два основных способа подмораживания продуктов:

- продукт помещают в камеру, где поддерживается температура 0 - 3 °С; температура его постепенно понижается, приближаясь к температуре воздуха камеры; так переохлаждают рыбу, птицу, мясо, зимние сорта яблок;

- продукт помещают в морозильную камеру, где замораживается его периферийный слой ограниченной толщины; после перемещения продукта в камеру хранения с температурой -2 -3 °С вследствие внутреннего теплообмена во всем объеме продукта устанавливается температура, одинаковая с температурой хранения. Этот способ рекомендуется для подмораживания мяса и рыбы, причем подмораживать рыбу можно контактным способом в рассоле.

При подмораживании в морозильных камерах с последующим внутренним теплообменом до выравнивания температур в объеме продукта происходят теплофизические процессы, существенно отличные от происходящих при медленном переохлаждении. Такой процесс делится на два взаимосвязанных этапа. На первом этапе при интенсивном отводе теплоты замораживается слой некоторой толщины и в продукте создается резко равномерное температурное поле. На втором этапе происходит внутренний теплообмен в продукте при очень слабом теплообмене с воздухом камеры хранения. Это приводит к приблизительному равенству температуры продукта и камеры. Внутренний теплообмен в продукте можно рассчитывать как адиабатный.

Интенсивный отвод теплоты от продукта на первом этапе приводит к быстрому замораживанию периферийного слоя, что благоприятно в технологическом отношении и удобно организационно, так как время, необходимое для пребывания продукта в морозильной камере, невелико. Последнее обстоятельство позволяет выполнить в непрерывном потоке подмораживание таких продуктов, как мясные полутуши и четвертины. Нет необходимости ограничивать на первом уровне понижение температуры поверхности мяса из-за опасения уменьшить обратимость процесса.

Температура поверхности должна быть такой, чтобы после уравнивания температура в толще была (-1-2) °С.

Таким образом, чем интенсивнее процесс теплообмена на первом этапе, тем совершеннее он в технологическом и организационном отношении.

Новизна и перспективность исследований.

- Среди различных способов переработки ПОК быстрое замораживание имеет исключительное значение:

1. При замораживании хорошо сохраняется качество продукции:

-внешний вид

-консистенция

-запах

-цвет

-содержание углеводов

-белков

-витаминов

Так например: сохранность в зеленом горошке

	Витамин С	Витамин В
При замораживании	86	94
При стерилизации	26	66

2. Замораживание экономически более выгодно чем, например «стерилизация».

Так если принять расход энергии при тепловой стерилизации зеленного горошка в жестяном шаре за 1,то в стеклянной таре он будет=1,3, а при замораживании =0,8.

3. Замораживание позволяет расширять ассортимент продуктов повышенной степени готовности для индивидуального потребления и общественного питания.

4. Замораживание позволяет создать запасы скоропорчещегося сырья для бесперебойного снабжения населения и промышленности.

5.Замораживание позволяет снизить потери сырья и нестандартной по части при размещении скороморозильных установок в местах производства.

6. Замораживание позволяет дорогую стеклянную и жестяную тару на более дешевую бумажную и полимерную.

Большое влияние на качество замороженной продукции оказывает не столько способ охлаждения, сколько достигаемая скорость охлаждения. При очень быстром охлаждении в межклетниках и клетках образуются мелкие кристаллики льда, которые не вызывают деформации тканей.

Быстрое замораживание при t -25-40°C и дальнейшее хранение при t -18°C ведет к полному прекращению биохимических процессов в продукте, а также к прекращению развития микроорганизмов. Продолжительность хранения при t -18°C -12 месяцев

t -15-16°C -6 месяцев

t -12°C -10 месяцев

t -9°C -до 7 суток.

Не все виды и сорта плодов и овощей подходят для замораживания. Продукты высокого качества получают из зеленого горошка, сладкого перца, фасоли, сахарной кукурузы, грибов, земляники, малины, вишни, сливы, смородины, яблок, груш и т.д. Малопригодны огурцы, дыни, арбузы.

Перевозят в рефрижераторах и хранят в магазинах в холодильниках при t не выше 12°C не более 10 дней.

Для приготовления пищи замороженные овощи помещают в кипящую воду. Томаты, плоды и ягоды размораживают при комнатной t температуры.

2. Подготовка сырья

Многие виды сырья требуют перед замораживанием определенной подготовки, т.к. ферменты сохраняют свою активность и после дефростации продукты очень быстро изменяют свой внешний вид, аромат, консистенцию, химический состав.

Основные технологические операции:

1.Предварительное охлаждение в местах сбора плодов и овощей.

2.Бланширование.

3.Подсахаривание.

4.Концетрирование(соков и пюре).

5.Обработка антиокислителями.

6.Обработка сернистым ангидридом, окисью углерода.

Предварительное охлаждение позволяет сохранить исходное качество сырья и сокращает время замораживания.

Так, например, при производстве полуфабриката из вишни применяют транспортировку собранного урожая в ледяной воде (0,5 +1°C). На перерабатывающем заводе вишня может храниться в танках с водой до 1 недели. Затем её сортируют, калибруют, удаляют косточки, пересыпают сахаром, упаковывают в жестяные банки и замораживают туннельном аппарате.

Для иноктивации ферментов применяют бланкирование сырья паром или горячей водой.

Так, например. Бланшированная петрушка после 4-х месяцев хранения в замороженном состоянии имела типичный вкус и запах присущие свежей, а бланшированная оказалась несъедобной и имела ярко выраженный сенный привкус.

Недостаток бланширования: потеря значительного количества углеводов, органических кислот, минеральных солей, витаминов, эфирных масел и д.р.

Величина потерь больше зависит продолжительности, чем от t °C бланширования.

Не бланшируют овощи для салатов (томаты, красный и сладкий перец, клубневой сельдерей, огурцы, лук, чеснок и т.д.) пряные растения, овощи, которые подвергались очистке паром, грибы.

Чтобы снизить отрицательное действие бланширования его заменяют обработкой химическими ингибиторами (сернистым ангидридом, окисью углерода).

Эффективность бланширования различна на разных культурах и даже сорта одной культуры.

Так, например, черешню темноокрашенных плодов не бланшируют, светлоокрашенным плодам необходима бланшировка, т.к. она сохраняет цвет плодов (они не буреют). Вишню и сливу не бланшируют.

Подсахаривание (заливка 40-60% сахарным сиропом) обработка антиокислителями играют существенную роль в улучшение качества замороженной продукции. Так, например, при такой обработке после дефростации сливы лучше сохраняют внешний вид и консистенцию мякоти, вкус, аромат.

В настоящее время для производства замороженных продуктов используется так называемый метод IQF (individual quick freezing) - т.е. технологию “шоковой” заморозки, быстрого воздействия низких температур. Он состоит в том, что сырье, прошедшее предварительную подготовку (мойку, сортировку, бланширование, сушку и предохлаждение), подается на входной участок морозильного тоннеля. Далее продукт подается внутрь теплоизолированной камеры и попадает в поток холодного воздуха. Причем, перемешиваясь, продукты не слипаются. Поверхность частиц продуктов быстро покрывается ледяной корочкой, после чего происходит дальнейшее, более медленное замораживание. При достижении температуры минус 18° С продукт поступает в приемный бункер тоннеля и направляется на фасовку.

Главными преимуществами такого способа заморозки являются минимальная усушка продукта, сохранение высокого качества, привлекательного внешнего вида, структуры, скорость получения окончательного продукта, удобство фасовки.

3. Характеристика сушеных и быстрозамороженных овощей и плодов

Сушка - распространенный метод консервирования, сущность его заключается в обезвоживании продукта и концентрировании сухого вещества.

Сушеные плоды и овощи представляют собой концентрированные и высококалорийные продукты питания, богатые углеводами, но бедные витаминами, которые разрушаются при сушке.

Процесс сушки делится на два этапа: подготовка и собственно сушка.

Подготовка плодов и овощей должна быть тщательной. Важными процессами являются мойка, калибровка по размеру, сортировка, очистка от кожицы и других несъедобных частей.

Применяют несколько способов сушки: естественную (солнечную и тепловую) и искусственную (используют сушилки паровые, ленточные и другие установки), сублимационную. Сублимационную сушку производят на основе предварительного замораживания сырья с переходом кристаллов льда в пар, минуя жидкую фазу. Продукты сублимационной сушки имеют низкое содержание влаги, высокое качество, в них лучше сохраняются витамины.

Для сушки плодов и овощей в виде пюреобразной массы и соков используют сушилки вальцовые и распылительные; сыпучих продуктов -- сушилки непрерывного действия «в кипящем слое»; некоторых жидких и пюреобразных -- пеносушку, т.е. в сок или пюре добавляют эмульгатор (яичный белок, моноглицериды), эмульгируют и сушат во вспененном состоянии.

Сушеные плоды и овощи в зависимости от используемого сырья подразделяют на виды, а виды по способу сушки - на подвиды, по способу обработки и качеству сырья - на разновидности.

Из овощей подвергают сушке картофель, капусту, свеклу, морковь, белые коренья, зеленый горошек, лук и др.

Сушеный картофель выпускают в виде столбиков, кубиков, пластинок, расфасовывая в тару россыпью или в брикетах.

Картофельные хлопья и крупка - это сухое картофельное пюре двух видов (крупка отличается от хлопьев лишь формой и размером частиц), быстро восстанавливается при заливке горячей водой или молоком (температура должна быть не более 80 °С).

Жареный хрустящий картофель (чипсы) - это продукт, получаемый посредством обжаривания в растительном масле, нагретом до температуры 160-180 °С, ломтиков картофеля толщиной 2-3 мм.

Картофельные крекеры представляют собой полуфабрикаты в виде ломтиков, полученных путем смешивания картофельного пюре, картофельного крахмала и соли по рецептуре. В пищу употребляют после обжаривания в растительном масле в течение 3-5 сек.

Сушеные овощи поступают в продажу также в виде овощных смесей, а также их используют для производства овощных и овоще-крупяных концентратов обеденных блюд. Сушат яблоки, груши, сливы, виноград, абрикосы, персики и др.

Сушеные яблоки готовят в основном из кислых и кисло-сладких сортов культурных яблок, а также дикорастущих. Различают следующие виды сушеных яблок: очищенные от кожицы без семенной камеры, неочищенные без семенной камеры и неочищенные с семенной камерой. Все виды яблок для сохранения цвета перед высушиванием окуривают сернистым ангидридом или обрабатывают сернистой кислотой.

Сушеные абрикосы готовят в основном из сортов, имеющих ярко окрашенные плоды с плотной нежной кожицей, высокое содержание сухих веществ, в технической зрелости. Абрикосы сушат как с окуриванием сернистым газом, так и без окуривания, с заводской обработкой и без нее. Сушеные абрикосы подразделяют на урюк (целые плоды с косточками), курагу (половинки плодов без косточек), кайсу (целые плоды без косточек).

Сушеные сливы получают высушиванием плодов с косточкой разных помологических сортов (Венгерки и слив местных сортов). Наиболее ценится чернослив, который получают из различных сортов венгерок.

Сушеный виноград в зависимости от ампелографического сорта подразделяют на несколько видов: бидана (кишмиш) -- бессемянные сорта; столово-изюмные. Виноград белых сортов окуривают сернистым газом и сушат в тени.

Сушеные плоды выпускают отдельно или в виде смеси плодов и ягод.

Качество сушеных плодов и овощей оценивают по их цвету, вкусу, запаху, содержанию влаги, количеству поврежденных экземпляров, наличию крошки, мелких частичек, примесей. Цвет сушеных овощей и плодов должен быть однородным, без каких-либо пятен, полос. Поверхность чистая, у слив и вишен -- глянцевитая. Обращают внимание на наличие частичек и целых плодов, подгоревших, изъеденных вредителями. Консистенция сушеного картофеля должна быть твердой, других овощей и плодов - эластичной. Вкус и запах -- свойственные сушеным овощам и плодам - без посторонних привкусов и запахов. Содержание влаги (%): в картофеле не более 12, в картофельных хлопьях и крупке - 4-6, в чипсах до 5, в овощах - 14. Сушеные плоды должны содержать влаги не более (%): виноград, вишня - 18; яблоки - 20, груши - 24, сливы -- 25.

Содержание сернистой кислоты устанавливается для сушеных плодов и овощей с предварительной сульфитацией. Для сушеных овощей допустимые нормы сернистой кислоты - 0,04--0,06%; для плодов - 0,01%.

В зависимости от качества большинство сушеных овощей и плодов подразделяют на товарные сорта -- 1-й и 2-й; горошек зеленый сушеный - на высший и 1-й; виноград сушеный заводской обработки и вишню - на высший, 1-й и 2-й; смеси сушеных овощей, лук и чеснок в порошке, смесь из сухофруктов на товарные сорта не делят.

Упаковывают сушеные плоды и овощи в деревянные ящики и фанерные барабаны по 25 кг, которые внутри выстилают пергаментной бумагой, а также в джутовые и льняные мешки вместимостью до 50 кг.

Во время хранения сушеные плоды и овощи постепенно ухудшают свои потребительские достоинства: меняют окраску, частично или полностью теряют присущие им запах и вкус. Такие явления можно предотвратить при хранении сушеных плодов и овощей в чистых, сухих, хорошо проветриваемых помещениях при температуре не выше 20 °С и относительной влажности воздуха не более 70%. Срок хранения сушеных плодов и овощей от 6 до 12 мес. (в зависимости от вида продукта).

Быстрое замораживание плодов и овощей является прогрессивным способом консервирования, позволяющим практически полностью сохранить их пищевые и биологически активные вещества.

Перед замораживанием плоды сортируют по качеству, цвету, размеру, моют, а в некоторых случаях очищают от семян, косточек, кожицы, удаляют плодоножки, режут. Овощи (кроме томатов, баклажанов, перца сладкого) бланшируют для разрушения окислительных ферментов, вызывающих потемнение продукта. Некоторые продукты обжаривают.

Плоды и овощи замораживают россыпью в картонной, полимерной, стеклянной, металлической таре. Замороженные россыпью продукты быстро фасуют в тару, чаще в пакеты из полимерных материалов, которые герметизируют. Замораживание производят в скороморозильных аппаратах при температуре от -30 до -35 °С и ниже. Продолжительность замораживания колеблется от 7 мин до 24 ч и зависит от свежести, размеров, толщины, формы сырья. Применяют криогенное замораживание продукции в токе жидкого азота, температура испарения которого -196 °С.

Быстрозамороженная плодоовощная продукция бывает натуральная без добавок и с добавками (в основном сахар). Ассортимент данной продукции достаточно широк и разнообразен. Замораживают почти все сочные плоды (кроме цитрусовых) и овощи, а также десертные, обеденные блюда и полуфабрикаты, приготавливаемые из них. Из косточковых замораживают вишню, черешню, сливу, абрикосы, персики; из ягод - черную и красную смородину, землянику, малину, облепиху, клюкву, чернику; из овощей - картофель, капусту цветную и брюссельскую, морковь, зеленый горошек, фасоль стручковую, шпинат. Овощи замораживают как одного вида, так и в смеси.

К дефектам быстрозамороженных плодов и овощей относятся: потемнение яблок, абрикосов, персиков; дряблая консистенция фасоли, горошка, обеденных блюд; горький вкус горошка; сухая, жесткая консистенция фасоли, цветной капусты, перца, горошка, быстро размороженных блюд и полуфабрикатов; наличие посторонних примесей; негерметичная упаковка; посторонние привкусы и запахи; размораживание с повторным замораживанием.

Упаковывают быстрозамороженные плоды и овощи для розничной торговли в мелкую потребительскую тару: в пачки из ламинированного картона вместимостью 0,5-1,0 кг, в пакеты из полиэтиленовой пленки пищевой или целлофана лакированного вместимостью до 1 кг с последующей упаковкой в транспортную тару, в ящики из гофрированного картона вместимостью до 15 кг.

Качество замороженной плодоовощной продукции устанавливают в соответствии с действующими стандартами по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям. Определяющими органолептическими показателями качества являются внешний вид, цвет, вкус, запах, консистенция, размер, допустимые отклонения, отсутствие посторонних примесей, повреждений микробиологическими и физиологическими заболеваниями. Физико-химические показатели устанавливаются только для обеденных блюд и полуфабрикатов (массовая доля сухих веществ, жира, соли, общая кислотность).

Микробиологические показатели характеризуют общее количество микроорганизмов, наличие бактерий группы кишечной палочки, дрожжевых организмов и плесневых грибов.

Хранят быстрозамороженную продукцию при температуре от -15 до -18 °С и относительной влажности воздуха до 95% сроком 6-12 мес., в розничных предприятиях торговли при температуре от -9 до -12 °С до 2--7 дней в зависимости от вида продукции. Важным условием является стабильность температурно-влажностного режима хранения.

4. Технология, процесс заморозки

В процессе замораживания можно выделить три диапазона температур в центре продукта

от +20 до 0 °С,

от 0 до -5 °С и

от -5 до -18 °С

На первом этапе происходит охлаждение продукта от +20 до 0 °С. Снижение температуры продукта здесь идет пропорционально количеству работы по отбору тепла.

На втором этапе происходит переход из жидкой фазы в твердую при температурах от 0 до -5 °С. Работа по отбору тепла у продукта весьма значительна, однако температура продукта практически не снижается, а происходит кристаллизация примерно 70% жидких фракций продукта, которую назовем подмораживанием.

На третьем этапе происходит домораживание при температурах продукта от -5 до -18 °С. Снижение температуры опять идет пропорционально выполняемой холодильной машиной работы. Традиционная технология замораживания, реализованная в виде так называемых низкотемпературных холодильных камер, предполагает температуру в камере -18 до -24 °С. Время заморозки в холодильных камерах составляет 2,5 часа и выше.

При замораживании решающую роль приобретает скорость процесса.

Установлена тесная связь качества продукта со скоростью замораживания.

Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о влиянии скорости замораживания на размер кристаллов льда, на структурные и ферментативные изменения в продуктах.

Идея технологии шоковой заморозки состоит в форсировании режимов охлаждения, подмораживания и домораживания продуктов Данное форсирование обеспечивается двумя средствами увеличения скорости

отбора тепла у продукта: снижение температуры среды до -30 - -35 °С;

ускоренным движением хладоносителя (в роли которого в камере выступает воздух), что обеспечивается вентилированием испарителя и соответственно интенсивным обдувом продукта.

Нужно отметить, что дальнейшее снижение температуры приводит к неоправданным затратам мощности и повышенным деформациям продукта, неравномерность процесса становится слишком велика.

Технология шоковой заморозки открывает совершенно новые возможности. Она выводит бизнес на более высокую ступень его развития. Быстрая заморозка позволяет отсрочить реализацию сельскохозяйственной продукции во времени и перенести место реализации в пространстве. Это своего рода транспорт, расширяющий сферу сбыта продукции не только регионом где ее выращивают и сезоном сбора,но и другими регионами и сезонами. Например, для хозяйств это возможность часть своей продукции заморозить и реализовать ее непосредственно потребителю по боле высокой цене, чем свежую, в любом месте и в любое время.

Из всего вышесказанного следует, что неоспоримые преимущества технологии шоковой заморозки позволяют окупить разумные затраты на скороморозильное оборудование в достаточно короткие сроки. Кроме того, технология шоковой заморозки становится своего рода стандартом для производителей и потребителей замороженной продукции, без которого затруднен ее сбыт.

5. Преимущества шоковой заморозки

По сравнению с традиционным способом замораживания на стеллажах в холодильных камерах, преимущества применения скороморозильных аппаратов таковы:

Уменьшаются потери продукта в 2 - 3 раза;

Сокращается время заморозки в 3 - 10 раз;

Сокращаются производственные площади в 1,5 - 2 раза;

Сокращается производственный персонал на 25 - 30%;

Сокращается срок окупаемости на 15 - 20%.

Рассмотрим практические результаты применения технологии шоковой заморозки.

Общее время замораживания. Если при традиционной технологии общее время замораживания для пельменей и котлет составляет 2,5 часа, то при быстрой заморозке оно равно 20 - 35 мин., что дает значительный экономический эффект. Время прохождения второго этапа снижается с 1 часа до 15 минут.

Структура тканей. Высокая скорость охлаждения, обеспечиваемая шоковой температурой в камере -30-35°С и интенсивным обдуванием продукта, позволяет форсированно пройти переход из жидкой в твердую фазу. При этом кристаллы льда формируются значительно меньших размеров и практически одновременно в клетке и межклеточных перегородках (клетки остаются неповрежденными). Вследствие этого практически неизменной и лучше, чем при других способах консервирования, сохраняется структура тканей свежего продукта.

Экология и биохимия. Отсутствие любой термической и химической обработки (за исключением бланширования и обработки аскорбиновой кислотой, предназначенных по технологии для некоторых видов овощей и фруктов) и вследствие этого неизменность типов белков делают быстрое замораживание способом, который абсолютно не ухудшает экологическую чистоту и биохимию продукта.

Бактериологическая чистота. За счет скорости замораживания сокращаются и периоды активности бактериологической среды. Бактерии разных типов имеют разные (в том числе и ниже 0°С) температурные зоны жизнедеятельности. При медленном замораживании в продукте появляются и остаются следы жизнедеятельности каждого из этих типов бактерий. При шоковой заморозке ряд типов не успевает развиться.

Масса. Потери массы продукта, которые образуются в результате испарения жидкости (усыхание) при заморозке, представляют в обычном режиме до 5-10% (в зависимости от температуры в камере и продукта, который замораживается). Форсированный режим заморозки сокращает потери массы до 0,8%, что также дает значительный экономический эффект.

Вкусовые качества и пищевая ценность. Из-за предотвращения усыхания при быстрой заморозке ароматические и питательные вещества не успевают выйти из продукта, что сохраняет его качество. Пищевая ценность и вкусовые качества остаются неизменными.

Срок хранения. Срок хранения быстрозамороженных продуктов выше, чем продуктов, замороженных в обычных камерах. Быстрозамороженные продукты лучше сохраняют свои качества при продолжительном хранении, чем свежие. Таким образом, технология шоковой заморозки обеспечивает сохранение качеств свежего продукта и делает это лучше чем при других способах заготовки и хранения. Для долгосрочного хранения продуктов, на протяжении нескольких месяцев, необходимо продукты довольно быстро заморозить до температуры ниже -300°C и длительное время сохранять при температуре около -21°С.

Из всего вышесказанного следует, что неоспоримые преимущества технологии шоковой заморозки позволяют окупить разумные затраты на быстрозамораживающее оборудование в довольно короткий срок. Кроме того, технология шоковой заморозки становится своего рода стандартом для производителей и потребителей замороженной продукции, без чего осложнен ее сбыт.

Камеры для шоковой заморозки

Шоковая заморозка - процесс быстрого замораживания продукции, происходящий в специальных термоизоляционных камерах с толщиной стенок, варьируемой в зависимости от заданных рабочих температур.

Камера шоковой заморозки предполагает наличие воздухоохладителей (испарителей), с помощью которых осуществляется отвод тепла от замораживаемого продукта. В некоторых схемах непрерывность процесса перемещения продукции в замкнутом объеме обеспечивается установленным внутри камеры транспортером. Все элементы в комплексе образуют систему, в которой созданы идеальные условия для такой операции, как глубокая заморозка.

При минимальных временных затратах оборудование для шоковой заморозки обеспечивает максимальную эффективность процесса, а конечная продукция сохраняет естественный вкус, аромат и цвет исходного материала.

Шоковая заморозка по сравнению с традиционной технологией замораживания имеет огромные преимущества:

- При высокой скорости протекания процесса заморозки уменьшаются весовые потери до 7%;

- Отсутствие какой бы то ни было биохимической или тепловой обработки, а вследствие этого сохранность типа белков;

- Сокращается активность микроорганизмов, как следствие этого - бактериологическая чистота;

- Значительно увеличивается срок хранения замороженной продукции при сбережении питательных и органолептических свойств исходного продукта.

Новые концепции аппаратов шоковой заморозки позволяют существенно сократить расходные статьи предприятия пищевой промышленности, использующего в производственном цикле процесс глубокого замораживания продукции.

Шоковая заморозка на спиральных ковейерах

Шоковая заморозка на базе спиральных конвейеров - самая современная технология для целого ряда продуктов. Оборудование данного типа широко применяется в технологических процессах пищевой промышленности: при интенсивном замораживании всевозможных полуфабрикатов (пельменей, вареников, котлет, блинчиков, голубцов, пицц, выпечки и пр.); закаливании мороженого после расфасовки в тару; шоковой заморозке мясной, рыбной, плодово-ягодной продукции, птицы, грибов и других продуктов питания; производстве замороженных готовых блюд. Помимо этого спиральные конвейеры используют для охлаждения выпечки на кондитерских и хлебобулочных предприятиях.

Основа конструкции спирального конвейера - смонтированная на раме система пространственных направляющих, обеспечивающая перемещение конвейерной ленты, плавно движущейся по спиралевидной траектории внутри скороморозильной камеры. Укладка замораживаемого продукта на модульную транспортерную ленту осуществляется автоматически или вручную. Готовая продукция выводится за пределы низкотемпературного пространства, поступая в дальнейшем на упаковку. Огромным преимуществом шоковой заморозки спиральным конвейером является универсальность оборудования, позволяющего обрабатывать самый широкий спектр пищевой продукции. Кроме этого, из всех видов установок спиральный конвейер - самое компактное оборудование. Применяя этот вид устройств, можно высвободить полезную площадь производственного помещения, используя высоту.

Морозильные плиточные аппараты

Область применения морозильных плиточных установок - шоковая заморозка продуктов, сформированных в блоки. Как правило, данная технология используется на мясоперерабатывающих и рыбоперерабатывающих предприятиях, организациях, работающих в плодовоовощной промышленности. Основа технологии процесса - двойной контакт продукта с генерирующими холод плитами, благодаря чему обеспечивается высокая скорость замораживания.

Плиточный шкаф глубокой шоковой заморозки продукции может включать как горизонтально, так и вертикально установленные плиты. Замороженные продукты легко подвергаются штабелированию.

Флюидизация

Флюидизационное морозильное оборудование применяют в таких процессах, как глубокая заморозка овощей (особенно в кусочках), ягод, мелких креветок и других продуктов нежной консистенции, которые могут смерзаться при замораживании.

Аппарат шоковой заморозки разработан, исходя из принципа непрерывного движения во взвешенном состоянии каждой частицы продукции. Достигается это, благодаря созданию мощного воздушного потока, который охлаждается змеевиками испарителя и подается на слой продукта. Воздух подается с таким давлением, что частицы поднимаются, удерживаясь во взвешенном состоянии. Используя оборудование данного типа, можно получить продукт очень высокого качества.

Шоковая заморозка туннельного типа

Камеры шоковой заморозки туннельного типа - оборудование, использующее принцип принудительного охлаждения воздухом продукта, который непрерывно перемещается по туннелю. При этом обеспечивается равномерное распределение холодного воздуха в заданном объеме. Как правило, холодильник шоковой заморозки данного типа используют для сверхбыстрого замораживания продуктов с небольшой толщиной: креветок, рыбы, овощей, пельменей. К преимуществам установок можно отнести простоту конструкции, легкость проведения гигиенической обработки. Также является плюсом и тот факт, что цена камеры шоковой заморозки значительно ниже, чем спиральных конвейерных систем.

Камеры шоковой заморозки на тележках

Одним из самых экономичных способов организации производства на пищевом предприятии, использующим технологию замораживания, является применение оборудования для шоковой заморозки с тележками. Обычно их используют для приготовления замороженных продуктов среднего и крупного размера, форма при этом не имеет значения. В камерах заморозки продукция размещена на тележках или подвешена таким образом, чтобы организовать равномерный обдув холодным воздухом. Для удобства холодильник шоковой заморозки загружают продуктами приблизительно одинаковой формы и габаритов. Как правило, аппараты данного типа применяют при небольших объемах выпускаемой продукции. Камера шоковой заморозки позволяет за короткий временной период обработать большой объем пищевой продукции - охладить с +70єС до +5єС или заморозить до -18єС и ниже.

Устройство камеры шоковой заморозки

Аппарат шоковой заморозки представляет собой теплоизолированный контур, который отвечает стандартам технологического процесса, а также строгим требованиям гигиены, надежности, долговечности, безопасности. В рабочей зоне происходит интенсивный конвективный теплообмен при циркуляции воздуха низкой температуры. При производстве конструкции рекомендовано использовать теплоизоляционные панели определенной толщины и специальные холодильные двери со световыми проемами различной величины. Двери часто имеют электрический подогрев, что исключает их примерзание. Оснащается шкаф шоковой заморозки блоком автоматического управления и контроля показателей процесса. Воздухоохладитель может располагаться непосредственно в рабочей зоне или в отдельном блоке. Холодильный агрегат, выполненный на базе винтового или полугерметичного компрессора Bitzer, соединен с воздухоохладителем трубопроводами, транспортирующими хладагент, и размещается за пределами холодильной камеры.

Принцип работы камеры шоковой заморозки

Загрузка подготовленной к замораживанию продукции в холодильник шоковой заморозки происходит посредством тележек-этажерок, которые закатывают в рабочую зону, о после завершения процедуры извлекают.

Процесс замораживания разделен на три этапа:

Охлаждение

Этап происходит в диапазоне температур от +20 єС до 0 єС. Речь идет о температуре в центре замораживаемого продукта. Ее снижение пропорционально работе по отводу тепла.

...