Разработка технологии замораживания и хранения плодоовощной продукции

Подмораживание

Продолжается понижение температуры от 0 єС до -5 єС. На этом этапе большое количество работы по отводу тепла, но незначительное снижение температуры обуславливается протеканием процесса кристаллизации приблизительно 70% жидкости.

Домораживание

На этой стадии происходит дальнейшее понижение температуры от -5 єС до -18 єС, которое снова прямо пропорционально выполняемой работе по отводу тепла. Оборудование для шоковой заморозки основано на форсировании по времени всех трех стадий процесса. Принцип скоростного снижения температуры в данном случае основополагающий. Дело в том, что при высокой скорости замораживания в тканях продукта формируются микроскопические кристаллы льда, образование которых не приводит к повреждению межклеточных мембран. В результате ферментативные и структурные изменения в замораживаемой продукции не происходят. Форсирование процесса заморозки обеспечивается интенсивной циркуляцией морозного воздуха и обдувом продуктов.

6. Методология научного исследования

В методах исследования будут направлены к данному проекту по общепринятых биохимическим, физико-химическими, микробиологическими анализами. Результаты экспериментальных исследований будут подвргаться статистической обработке путем корреляционного анализа с помощью компьютерных программы как «Microsoft Excel», «Power Point 2007»

Процессы, происходящие в плодах и овощах при хранении.

Плоды и овощи поступают на хранение со сложившимся типом обмена веществ, с запасом органических веществ, необходимых для самостоятельной жизнедеятельности. Во время хранения в них происходят разнообразные процессы, такие, как дыхание, испарение влаги, гидролитический распад сложных органических соединений.

Дыхание - важнейший биохимический процесс. Энергия, образующаяся при дыхании, частично используется клеткой для ее жизнедеятельности, но значительная ее доля в виде тепла выделяется в окружающую среду. Тепло, выделяемое интенсивно дышащими плодами и овощами, может послужить причиной их самосогревания или запаривания.

В результате дыхания уменьшается масса плодов и овощей. Интенсивность дыхания плодов и овощей зависит от их вида, физиологического состояния и внешних условий. Наибольшая она у зелени, ягод, томатов, наименьшая - у лука, корнеплодов, цитрусовых плодов. В недозрелых плодах и овощах процесс дыхания протекает значительно активнее, чем в зрелых. Механические повреждения, увядание и подмораживание плодов и овощей всегда усиливают процесс дыхания.

Из внешних факторов сильное влияние на процесс дыхания оказывает температура. Повышение ее во время хранения, стимулируя процессы дыхания, приводит к излишним потерям питательных веществ. На дыхание плодов и овощей влияют также содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере хранилища. Понижение концентрации кислорода в воздухе и увеличение углекислого, газа тормозят процесс дыхания.

Испарение влаги плодами и овощами во время хранения оказывает самое неблагоприятное влияние на нормальное течение процессов обмена веществ. При испарении воды происходит увядание тканей. Интенсивность испарения воды зависит от сорта, вида, анатомического строения, степени зрелости, а также условий хранения.

На интенсивность испарения влаги плодами и овощами оказывает влияние циркуляция воздуха в хранилище. С повышением скорости движения воздуха испарение воды усиливается.

Механические повреждения покровных и других тканей увеличивают потерю воды. Для плодов и овощей это является нежелательным явлением. Естественная убыль плодов и овощей в период хранения происходит главным образом за счет испарения воды.

Во время хранения плодов и овощей в них происходит гидролитический распад сложных органических соединений до более простых. Крахмал и сахароза подвергаются гидролизу. Часть органических кислот расходуется на дыхание, благодаря этому отношение Сахаров к кислоте увеличивается, и плоды приобретают более сладкий вкус. Протопектин, связывающий отдельные клетки между собой, переходит в водорастворимую форму - пектин, в результате чего твердость и жесткость мякоти уменьшаются, плод становится мягким. В период хранения наблюдается значительное уменьшение содержания витаминов.

Вместе с тем в плодах и овощах наблюдаются и некоторые процессы синтеза. В клубнях картофеля происходит заживление ран путем образования раневой пробки. У некоторых овощей в момент их прорастания наблюдается накопление витамина С. На сухих чешуях откладывается дополнительное количество восков, в плодах происходит образование ароматических веществ.

Хр,анение овощей. В зависимости от применяемого оборудования и возможности наблюдения за овощами различают два типа овощехранилищ: простые (траншеи, бурты) и стационарные.

Наиболее распространен способ полевого хранения картофеля и овощей в буртах и траншеях. Преимущества таких способов хранения - простота, доступность, небольшие затраты. Однако при таких способах хранения сложно контролировать температурно-влажностный режим, нельзя перебирать хранящуюся продукцию и реализовывать ее.

7. Факторы, влияющие на качество овощей при хранении

По продолжительности периода хранения овощи делят на несколько групп.

Первая группа включает овощи с длительным сроком хранения (6-10 мес.) - картофель, столовую свеклу, морковь, капусту, лук, чеснок. При оптимальных режимах хранения овощи Этой группы находятся в состоянии покоя, экономно расходуя питательные вещества на дыхание. Их лежкоспособность, таким образом, определяется биологическими особенностями.

Ко второй группе относят овощи со средним (от нескольких дней до нескольких месяцев) периодом хранения - томатные и тыквенные. Среди них более продолжительный период хранения имеют арбузы, тыква столовая, дыни, особенно среднеазиатских сортов. У томатов период хранения зависит от фазы зрелости плодов.

Третью группу с коротким (2-3 дня) периодом хранения составляют листовая зелень и редис. Хранить их следует в полиэтиленовой упаковке при температуре, близкой к нулю.

Большое влияние на хранение овощей оказывают условия выращивания. Так, картофель, капуста, корнеплоды, выращенные в условиях засухи первой половины лета и обильных осадков в конце вегетации, имеют пониженную лежкоспособность. Причина в том, что в овощах не закончены ростовые процессы, высок уровень обмена веществ и они не сразу переходят в состояние покоя, выделяя много влаги и тепла в начале хранения. Это приводит к самосогреванию и порче продукции.

Особенности сорта также влияют на лежкоспособность и качество хранящихся овощей. Раннеспелые сорта огурцов благодаря толстой кожице медленнее теряют влагу и дольше хранятся. Острые сорта лука лучше переносят отрицательные температуры при хранении в хранилищах с искусственным охлаждением, чем полуострые и сладкие сорта. Среди сортов капусты позднеспелые обладают отличной и хорошей лежкоспособностью и устойчивостью к болезням. Все позднеспелые сорта корнеплодных овощей и картофеля более лежкоспособны, чем ранние и среднеспелые, так как имеют более продолжительный период покоя, богаче сухими веществами и углеводами.

На качество хранящихся овощей большое влияние оказывают товарная обработка перед закладкой на хранение и соблюдение оптимальных условий в период хранения. Невозможно сохранять длительный срок продукцию не отсортированную, с механическими повреждениями, мокрую, пораженную болезнями, с большим количеством земли. Следовательно, на хранение следует закладывать стандартные по качеству овощи и картофель, а в процессе хранения строго выдерживать температурный режим и уровень относительной влажности воздуха.

Охлаждение продуктов перед замораживанием

Подготовленные для замораживания продукты сразу же охлаждают и быстро замораживают или быстро замораживают без охлаждения. Плоды, замораживаемые с сахарным песком или в сахарном сиропе в мелкой упаковке, рекомендуется до замораживания выдерживать в камерах хранения охлажденных продуктов. В процессе выдержки из плодов выделяется сок, который предохраняет их от окисления кислородом воздуха. Это способствует лучшему сохранению их качества. Землянику и малину, засыпанные сахаром, в холодильных камерах выдерживают при 0° С 4-6 ч. Плоды, уложенные в мелкую тару и залитые сахарным сиропом, рекомендуется выдерживать до замораживания 8-10 ч в холодильной камере при 0° С, после чего их надо немедленно замораживать. Плоды без сахара или сахарного сиропа обычно замораживают сразу же после укладки в тару. При замораживании плодов с сахаром или сахарным сиропом в крупной таре (бочках и пр.) выдержки не требуется, так как выделение сока и пропитывание плодов сиропом происходят во время замораживания. Бочки с плодами после маркировки немедленно помещают в морозильные камеры. Если из-за перегруженности морозильных аппаратов или морозильных камер плоды без сахара или сахарного сиропа нельзя немедленно подвергнуть замораживанию, их помещают в холодильную камеру с температурой воздуха 0°С на 2-3 ч. Для охлаждения плодов и овощей перед замораживанием часто используют тоннельный аппарат, представляющий собой изолированную тоннельную камеру, внутри которой находится сетчатый транспортер с лентой из нержавеющей стали. По сторонам тоннеля расположены два воздухоохладителя с вентиляторами. Поступающая через приемник продукция равномерно распределяется на движущейся ленте сетчатого транспортера при помощи регулятора слоя продукции, обдувается холодным воздухом и в охлажденном состоянии (температура не выше 3° С) выгружается через разгрузочный люк. Охлаждение плодов и овощей перед замораживанием позволяет увеличить производительность скороморозильных аппаратов на 30%. До 20-30° С плоды и овощи охлаждают обычно проточной холодной водой с помощью душевых устройств на сетчатом транспортере. Расход воды для этой цели составляет 6-12 л на 1 кг продукта. Существующие скороморозильные аппараты подразделяются:

Туннельные аппараты.

Длина от 12,5 до 31м, ширина 2м. представляет собой тоннель внутри которого смонтирован ленточный транспортер из проволочной сетки, под которым расположена система труб с жидким хладагентом (аммиак). Охлажденный воздух приводится в движение вентилятором по принципу противотока, т.е. холодный воздух движется со скоростью 6-7 м/с навстречу конвейеру.

Туннельные аппараты имеют непрерывный производственный цикл: с одной стороны постоянно загружают сырьё, а с противоположной - выгружают готовую продукцию. Продолжительность замораживания 2,5-3,5 часа.

Физические свойства продуктов характеризуются их объемной массой, теплоемкостью, теплопроводностью и температурой замерзания. Объемная масса продуктов в зависимости от их вида колеблется от 0,85 до 1,08 кг/л. При охлаждении продуктов их теплоемкость очень мало изменяется. Практически ее принимают за постоянную величину и определяют по формуле:

с = ф + c' (1 - ф) ккал/(кг*град),

где ф - содержание воды, кг/кг;

с'= 0,32 ч 0,35 - теплоемкость сухих веществ, ккал/(кг*град).

Теплопроводность продуктов зависит от химического состава и их температуры. С уменьшением содержания жира теплопроводность продуктов повышается. Теплопроводность охлажденных продуктов определяют по формуле:

Л = 0,52ф + 0,22(1 - ф) ккал/(м*ч*град),

где ф - содержание воды, кг/кг.

Вакуумная сублимационная сушка, иначе ее называют лиофилизацией или возгонкой, основана на удалении влаги из продуктов в замороженном состоянии в условиях глубокого вакуума. Это процесс перехода вещества из твердого состояния в газообразное без жидкой фазы. Данный способ позволяет сохранить до 95% питательных веществ, витаминов, ферментов, биологически активных веществ. Если сублимированные продукты залить водой, то они восстанавливаются в течение 2-3 минут. Весят они в несколько раз меньше, чем свежие, не требуют специальных условий хранения и при температуре не выше +39°С могут храниться 2-5 лет. К недостаткам относятся - большие энергозатраты, до 3 квт*ч/кг, необходимость высококвалифицированного персонала при обслуживании, разрушение клеточных мембран продукта при замораживании, некоторое ухудшение потребительских свойств. Себестоимость сублимированного продукта может в 4 раза превышать аналогичную продукцию, высушенную конвективным способом.

Сублимационная сушка - технология затратная, она приобретает экономическую целесообразность при производстве дорогостоящей продукции, например, органических, экологически чистых ягод и фруктов. Раньше в пищевой промышленности ее использовали в основном для выполнения заказов военной, оборонной и космической отраслей, теперь она оказалась востребованной для приготовления продуктов премиум класса.

Сублимация (позднелатинское sublimatio -- возвышение, вознесение, от латинского sublimo -- высоко поднимаю, возношу), возгонка, переход вещества из кристаллического состояния непосредственно (без плавления) в газообразное; происходит с поглощением теплоты.

Сублимация -- одна из разновидностей, возможна во всём интервале температур и давлений, при которых твёрдая и газообразная фазы сосуществуют. Необходимая для сушки энергия называется теплотой. Зависимость между теплотой сушки, давлением насыщенных паров над твёрдым телом и температурой в условиях равновесного перехода выражается уравнением Клапейрона - Клаузиуса. Сушка металлических кристаллов приводит к образованию одноатомных паров; ионные кристаллы, испаряясь, часто образуют в газовой фазе полярные молекулы; молекулярные кристаллы образуют пары, состоящие из молекул. Основной кинетической характеристикой сушки является скорость сушки -- масса вещества, сублимирующего в единицу времени. Зависимость предельной скорости сушки веществ от температуры и свойств газообразной фазы определяет их выбор для теплозащиты космических аппаратов. Сушка широко применяется также для очистки твёрдых веществ (возгонка с последующим выращиванием чистых кристаллов в газовой среде). То есть, сублимационная сушка продуктов (сублимационная вакуумная сушка, также известная как лиофилизация или возгонка) - это удаление влаги из свежезамороженных продуктов в условиях вакуума.

В настоящее время этот метод сушки продуктов является наиболее совершенным, но в то же время и наиболее дорогостоящим. Этот способ был открыт в начале прошлого века, однако использовался только для производства довольно ограниченного количества и ассортимента сухопродуктов для нужд армии и космонавтики. Принцип сублимационной сушки основан на том физическом факте, что при значениях атмосферного давления ниже определенного порога - т.н. "тройной точки" (для чистой воды: 6,1 мбар при 0 градусов Цельсия) вода может находиться только в двух агрегатных состояниях - твердом и газообразном, переход воды в жидкое состояние в таких условиях невозможен. И если парциальное давление водного пара в окружающей среде ниже чем парциальное давление льда, то лед продукции прямо переводится в газообразное состояние, минуя жидкую фазу.

Процесс сублимационной сушки продуктов физически состоит из двух основных этапов (замораживание и сушка продукта) и этапа досушивания. Первый этап это замораживание продукта при температуре ниже его точки затвердевания. Второй этап - сублимирование, удаление льда или кристаллов растворителя при очень низкой температуре, то есть непосредственно сушка продукта. При этом значительное влияние на качество сухопродукта и на время, требующееся для сушки, имеет этап заморозки. Чем быстрее и глубже замораживается продукт, тем менее крупные кристаллы льда образуются в продукте, тем быстрее они испаряются на втором этапе сушки продукта и тем выше качество получаемого продукта. Так как удаление основной массы влаги из объектов сушки происходит при отрицательных температурах (-20...-30 градусов Цельсия), а их досушивание осуществляется также при щадящем (не выше +40 градусов) температурном режиме, то в результате достигается высокая степень сохранности всех наиболее биологически ценных компонентов исходного сырья.

Наибольшее применение сублимационная вакуумная сушка получила в технологиях производства лекарственных препаратов, ферментов, заквасок, экстрактов лекарственных трав и других объектов, которым требуется обеспечить сохранность в сухопродукте всех полезных составляющих сырья в течение длительных периодов времени. Сублимационная сушка продукта является одним из самых современных методов обратимого консервирования микроорганизмов и биопрепаратов, который обеспечивает наилучшее качество сухопродукта и высокую восстанавливаемость лактобактерий при минимальной продолжительности процесса и, соответственно, минимальных затратах.

Поскольку конечная влажность сублимационно-вакуумных материалов является очень низкой (порядка 2-5%), то это создает все предпосылки для их длительного хранения в условиях нерегулируемых температур. Консервирование сублимационной сушкой в перечисленных выше отраслях является прогрессивной технологией, а в ряде случаев - не имеющей альтернативы.

В производстве продуктов питания сублимацонно-вакуумная сушка используется в качестве средства консервации путем замораживания свежих продуктов и удаления из них жидкости, что позволяет практически полностью, до 95%, сохранить в них питательные вещества, микроэлементы, витамины и даже первоначальную форму, естественный вкус, цвет и запах продолжительное время (от двух до пяти лет) при изменяющейся температуре окружающей среды (от -50 до +50 градусов Цельсия). Сублимационно-вакуумная сушка продуктов питания делает ненужным применение каких бы то ни было ароматизаторов, консервантов и красителей. Одним из важнейших достоинств вакуумной сушки продуктов является малая усадка исходного продукта, что дает возможность избегать их разрушения и быстро восстанавливать сублимированные сухопродукты, имеющие после сушки пористую структуру, путем добавления воды.

Способом сублимационной сушки консервируются фрукты, овощи, молочные изделия, мясо, рыба, каши и супы, грибы, приправы. Продукты сублимационно-вакуумной сушки имеют очень широкие возможности для использования как в качестве готовых продуктов быстрого приготовления, так и в качестве полуфабрикатов для дальнейшей промышленной переработки (кондитерская, пищеконцентратная, мясо-молочная, парфюмерная и другие отрасли).

Высокое качество и биологическая полноценность готовых сублимированных продуктов объясняется тем, что обработке может подвергаться только свежее сырье. Несвежие продукты сублимационную сушку не выдерживают. Консервирование методом сублимационной сушки не требует добавления каких-либо химических и иных ароматизаторов, консервантов и стабилизаторов и т.п., что является еще одним преимуществом. Данный факт примечателен тем, что прошедшие сублимационную сушку продукты абсолютно пригодны для детского и диетического питания. Вес сублимированных сухопродуктов в среднем принимается от 1/5 до 1/10 начальной массы. Столь малый вес сублимированных сухопродуктов исключительно важен для существенного сокращения расходов при их транспортировке. Как правило, упаковываются сублимированные сухопродукты в трехслойные металлизированные пакеты с азотным наполнением весом от 2г до 5000г, в зависимости от продукта.

Ранее в пищевой промышленности сублимационно-вакуумную сушку использовали в основном для выполнения заказов военной, оборонной и космической отраслей, теперь она оказалась востребованной для приготовления продуктов премиум класса.

Сушка сублимацией заключается в удалении влаги из замороженного материала путем возгонки льда. Этот способ сушки довольно широко применяется в таких отраслях промышленности, как пищевая, мясо-молочная, фармацевтическая, когда надо высушить продукт, сохранив его природные свойства: внешний вид, размеры, запах, растворимость и т. п. Сушка сублимацией может быть осуществлена при атмосферном и пониженном давлении. Раньше в кожевенной промышленности сушка сублимацией при атмосферном давлении использовалась при выработке некоторых специальных кож (например, мостовье). В настоящее время она применяется лишь в исключительных случаях для замораживания кожевенного сырья. Это связано с тем, что интенсивность процесса сублимации при атмосферном давлении невелика, и образующиеся в дерме при замораживании крупные кристаллы льда разрыхляют ткань, делая кожу слабой и тряпичной. Значительно более эффективной является сушка сублимацией при пониженном давлении. С уменьшением давления окружающей среды интенсивность испарения влаги при сублимации резко возрастает. В отличие от сушки вымораживанием при атмосферном давлении, когда основным фактором, обусловливающим скорость сушки, является температура, при сублимационной вакуумной сушке решающее значение приобретает величина остаточного давления. При давлении пара меньше 610 Па, т. е. ниже тройной (криоскопической) точки, температура испарения льда определяется только величиной давления. Технологически процесс сублимационной сушки состоит из двух операций: замораживания полуфабриката и сублимации из него замороженной влаги. Обе эти стадии оказывают существенное влияние на продолжительность сушки, на структуру и свойства кожи. Замораживание может осуществляться двумя способами:

1) предварительным выдерживанием влажного полуфабриката в специальных морозильных установках;

2) самозамораживанием его в самой сублимационной камере, предназначенной для сушки.

Как показывают исследования, с точки зрения конструктивного оформления сушилки, трудовых и энергетических затрат, организации работы, использования производственной площади неоспоримые преимущества имеет второй способ замораживания - самозамораживание. Особенно важно то, что при этом способе обеспечивается возможность управлять скоростью процесса и таким образом активно влиять на величину кристаллов льда, образующихся в дерме. В результате практически исключается опасность повреждения структуры дермы при замораживании за счет образования в ней крупных кристаллов. Сущность самозамораживания заключается в следующем. Влажный полуфабрикат, помещенный в сублимационную камеру, подвергают вакуумированию. При этом происходит интенсивное испарение влаги с его поверхности. Поскольку подвод тепла извне отсутствует, теплота, необходимая для испарения, отбирается от самого полуфабриката, происходит его охлаждение, затем замораживание содержащейся в ней свободной воды и дальнейшее охлаждение. При достижении оптимальной отрицательной температуры (зависящей от особенностей полуфабриката) дальнейшее охлаждение полуфабриката прекращают, подводя тепло. Начинается собственно процесс сублимационной сушки. Испарение влаги начинается с поверхности полуфабриката, затем зона испарения углубляется. По мере образования сухого слоя тепло к внутренним слоям полуфабриката передается в результате теплопроводности. Вследствие этого внутренние слои нагреваются медленнее и позднее наружных.

Работы по применению сублимационной сушки в производстве кожи носят исследовательский характер. Различные авторы используют в своих исследованиях отличающиеся по конструкции сублимационные установки, поэтому естественно, что существенно отличаются и предлагаемые ими режимы сушки. Однако совершенно четко установлено, что применение сублимационной сушки в вакууме дает возможность получить кожу, не уступающую по механической прочности коже, высушенной иными способами. Вместе с тем такая кожа отличается очень высокой пористостью, повышенной воздухопроницаемостью, мягкостью.

Основные физические свойства скоропортящихся пищевых продуктов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Продукты	Объемная масса, кг/л	Теплопроводность, ккал/(м*ч*град)	Температура замерзания продукта t', °С	Теплоемкость ккал/ (кг*град)
				выше t'	ниже t'
Плоды	1,03-1,07	-	-0,83ч-4,19	0,87-0,92	0,50
Овощи	1,06-1,10	-	-0,46ч-3,12	-0,80ч-0,99	0,4-0,5

Быстрое замораживание плодов и овощей россыпью

Сущность этого способа замораживания заключается в том, что после определенной обработки плоды (сливы, яблоки и др.) и овощи (томаты, баклажаны и др.) укладывают в 1-2 слоя (вишню, зеленый горошек и т. п. насыпают слоем не выше 40 мм) на противни или конвейерную ленту морозильного тоннеля и замораживают в струе охлажденного воздуха. Если с поверхности плодов и овощей полностью удалена влага, они почти не смерзаются и их легко снимать с противней или ленты.

Удаление влаги с плодов путем обдувания при предварительном охлаждении предотвращает их смерзание. Воду можно удалять также с помощью качающихся сетчатых конвейеров или конвейера «Гусиная шея». Для достижения лучшего результата необходимо сетчатый конвейер оборудовать небольшим вентилятором.

Иногда плоды и овощи обсушивают на сетчатых противнях или решетах, которые встряхивают, чтобы стекала вода, задерживающаяся на дне.

Количество плодов, которое помещается на противне при укладке в 1-2 слоя, приведено в табл. 2.

Таблица 2

Плоды и овощи	Количество (в кг), помещающееся на противне,
	0,6X0,5 м	на 1 м2
Земляника садовая	2,0	6,7
Малина садовая	1,7	5,7
Вишня с косточкой	2,4	8,0
Черная смородина без веточек	2,0	6,7
Зеленый горошек	1,5	5,0-12

Продолжительность замораживания плодов и овощей россыпью в скороморозильном аппарате при температуре -26° С и скорости движения воздуха 4 м/сек приведена ниже.

Таблица 3

Плоды и овощи	Продолжительность замораживания, мин
Земляника	37
Малина	26
Вишня с косточками	34
Черная смородина	23
Зеленый горошек	19

При замораживании плодов и овощей россыпью в морозильных камерах испаряется часть влаги, что приводит к потерям, например: вишни 0,33%, черной смородины 0,68%, малины 1,12%, земляники 1,5% и зеленого горошка 2,0%.

Потери зависят от удельной поверхности плодов и овощей, т. е. от отношения поверхности к массе, а также от свойства их кожицы.

Чтобы уменьшить испарение влаги при замораживании плодов и овощей россыпью, в морозильных камерах должна поддерживаться повышенная относительная влажность воздуха. Для этого рекомендуется не допускать значительного повышения температуры воздуха, омывающего продукт, и поддерживать минимальную разность между температурами воздуха и холодильного агента.

При замораживании россыпью внешний вид и окраска плодов и овощей изменяются незначительно. Чтобы замороженные россыпью плоды и овощи не оттаяли и на них не образовался иней, их надо как можно быстрее ссыпать в подготовленную тару. Замороженные россыпью плоды и овощи следует ссыпать с противней сначала в бункер, а затем в тару.

Стенки приемных бункеров изолируют, а иногда в них устанавливают охлаждающие батареи. Бункера располагают так, чтобы замороженный продукт в наполнительную машину или непосредственно в тару поступал самотеком.

Чтобы замороженный продукт не отеплялся, его необходимо быстро расфасовывать, упаковывать, доставлять в камеру хранения и поддерживать относительно низкую температуру в упаковочном отделении (не выше 0°С).

Замораживание плодов и овощей с предварительным подсушиванием

В настоящее время начинают широко применять замораживание плодов и овощей с предварительным подсушиванием до уменьшения первоначальной массы на 50%. Эти продукты называют дегидрозамороженными. Выпускают дегидрозамороженный картофель, упакованный по 8-10 кг в полиэтиленовые пакеты или крафт-мешки, покрытые изнутри полиэтиленом. Содержание влаги в картофеле с 77% снижают почти до 12%. Плоды и овощи, замороженные с предварительным подсушиванием, применяют в общественном питании для приготовления различных блюд, а также изделий из теста. Их применяют в качестве полуфабриката в консервной и кондитерской промышленности для производства преимущественно продуктов детского питания.

При кратковременном подсушивании перед замораживанием качество и питательная ценность плодов и овощей после замораживания сохраняются. Они обладают способностью восстанавливать первоначальные свойства. При этом затраты на упаковку, хранение и транспортировку дегидрозамороженной продукции уменьшаются примерно в 2 раза.

Хорошие результаты (по данным ВНИХИ) получаются при замораживании яблок, слив и абрикосов. Плоды после сортировки, мойки, бланширования подсушивают на сушилке ПКС-20 до уменьшения первоначальной массы на 50%, охлаждают и упаковывают в картонные, коробки или укладывают в металлические формы, выстланные целлофаном, и направляют на замораживание.

Яблоки до подсушивания после удаления сердцевины режут на кружочки толщиной 5-7 мм и погружают для отбеливания на 10 мин в раствор бисульфата с содержанием сернистого ангидрида 0,25%. При содержании сернистого ангидрида 0,4% продолжительность процесса сульфитации сокращается до 2 мин.

Сливы бланшируют в кипящей воде 20-30 сек; абрикосы, разрезанные на половинки, бланшируют в горячей воде (90° С) 1,5 мин.

Продукт замораживают в скороморозильных аппаратах при -35 ч-40° С и упаковывают в картонные изотермические контейнеры емкостью около 20 кг.

Плоды и овощи можно замораживать с предварительным подсушиванием по общей схеме, принятой для обработки и замораживания свежих плодов и овощей.

Коэффициент набухания и продолжительность развариваемоеT продукта в результате хранения практически мало изменяются.

Метод замораживания плодов и овощей с предварительным подсушиванием до уменьшения массы на 50% и объема на 30-50% весьма эффективен и экономически выгоден. Он пригоден для обработки всех сортов плодов и овощей, рекомендуемых для замораживания.

Замораживание плодов и овощей контактным способом

Сущность метода замораживания контактным способом заключается в том, что продукт соприкасается непосредственно с холодильным агентом в жидком или распыленном состоянии, в результате чего значительно ускоряется замораживание. Так, при температуре холодильного агента -20° С длительность замораживания зеленого горошка контактным методом 3-5 мин; фасоли, земляники, вишни - 10 мин; спаржи - 15 мин; початков кукурузы - 20 мин.

При контактном способе замораживания необходимо правильно выбрать охлаждающую среду. Для замораживания овощей можно использовать раствор поваренной соли и небольшого количества органических кислот, минимально изменяющий вкус продукта, а для замораживания плодов - особые сиропы, приготовленные из кукурузы и других крахмалистых продуктов, имеющих температуру замерзания ниже -20° С. Обыкновенные сахарные сиропы для этого непригодны, так как они при -5° С загустевают. Применим сахарный сироп с малой вязкостью, точка замерзания которого при содержании 57% сахара (в том числе 10% сахарозы, 54% левулезы и 36% декстрозы) ниже -18° С. При такой охлаждающей среде рассол в змеевиках может быть охлажден до температуры ниже -23° С.

Недостаток контактного метода замораживания овощей и фруктов состоит в том, что после замораживания плоды и овощи иногда требуется обмывать проточной водой. Это приводит к частичному оттаиванию верхних слоев продукта и повторному медленному замораживанию их за счет аккумулированного холода. В результате этого качество продукта ухудшается, так как ткани разрушаются дополнительно образующимися крупными кристаллами льда. При этом способе замораживания велик расход электроэнергии на работу насосов. Кроме того, часто засоряются форсунки, разбрызгивающие сироп или рассол, во избежание чего необходимо устанавливать фильтры для периодической их очистки.

За рубежом для замораживания пищевых продуктов начали применять новый способ контактного замораживания путем погружения продукта в жидкий азот или жидкую закись азота. Жидкий азот поступает на предприятия в железнодорожных цистернах или автоцистернах. Его переливают в сборники и используют по мере необходимости.

Жидкий азот заливают в специальные аппараты и в него погружают пищевые продукты. Испаряющиеся газы не используют. Для повышения экономической эффективности жидкого азота при замораживании пищевых продуктов очень важно использовать его скрытую теплоту парообразования.

В настоящее время начинают применять оборудование для замораживания продуктов в жидком азоте и жидкой закиси азота в замкнутой системе с использованием испаряющихся газов путем их вторичного сжижения.

Замораживание свежей земляники и малины путем погружения их в жидкий азот на 1 мин показывает, что этот способ по сравнению с методом быстрого замораживания в воздушных скороморозильных аппаратах имеет ряд преимуществ: резко снижается продолжительность процесса замораживания, улучшается качество и сохраняется структура ягод, даже с нежной консистенций (малина, земляника). Так, потери сока при дефростации ягод, замороженных в обычных скороморозильных аппаратах, достигают 4%, а потерь сока при дефростации ягод, замороженных в жидком азоте, почти не бывает.

Методы хранение замороженных продуктов

Быстрозамороженные плоды и овощи хранят при температуре воздуха не выше -18° С, а в некоторых случаях - при -20° С и даже ниже при относительной влажности воздуха 95-98% в течение года.

Оптимальный температурный режим хранения быстрозамороженных продуктов рекомендуется поддерживать от выхода из морозильного аппарата до реализации.

Допускается кратковременное хранение быстрозамороженных плодов, расфасованных в мелкую тару, при температуре не выше -15° С. При этом срок хранения плодов в сахарном сиропе не должен быть более 8 месяцев, а плодов, замороженных в сахаре и без сахара, - 6 месяцев.

Хранение замороженных плодов и овощей в торговой сети при -12° С допускается до 7 суток, а при -9° С - не более 2 суток без ухудшения качества.

Микробиологические обсеменение плодоовощной продукции на основе микроорганизмов и бактерий

Определение наиболее вероятного количества колиформных бактерий.

Настоящая методика распространяется на сухие и быстрозамороженные продукты из картофеля и устанавливает метод определения количества бактерий в 1 г продукта.

Применение методики предусматривается в настоящей Инструкции, в стандартах и технических условиях на продукцию, устанавливающих технические требования на нее при микробиологическом контроле.

Сущность метода

Метод заключается в определении в 1 г продукта наиболее вероятного числа грамотрицательных, не образующих спор, палочек, сбраживающих лактозу с образованием газа и кислоты при 36 +/- 1 °C в течение 24 - 48 ч, идентификации их по типу колоний на среде Эндо и морфологии бактерий из этих колоний.

Наиболее вероятное число (НВЧ) колиформных бактерий в продукте определяется путем подсчета колиформных жизнеспособных клеток методом предельных разведений. Равные объемы каждого из последовательных разведений продукта высевают в три пробирки с накопительной средой. После появления роста в посевах в виде газообразования или других признаков устанавливают с помощью специфических тестов присутствие в них колиформных бактерий. Подсчитывают число пробирок с колиформными бактериями для каждого разведения продукта и по результатам подсчета, пользуясь таблицей 1, определяют НВЧ колиформных бактерий в 1 г продукта.

Отбор выборок и проб

Инструменты и посуда: стерильные колбы, банки, стерильные пробоотборники.

Для микробиологического анализа от каждой партии фасованной продукции с массой каждой упаковки до 200 г отбирают выборку в количестве 5 единиц фасовок из разных мест транспортной тары разных штабелей.

От партии фасованной продукции с массой каждой фасовки более 200 г и нефасованной продукции отбирают одну среднюю пробу из разных мест в отдельную стерильную лабораторную посуду пробоотборником. Для каждой пробы должен быть отдельный стерильный пробоотборник или же один, но перед взятием пробы его нужно стерилизовать.

Масса средней пробы должна быть не менее 200 г.

Каждая отобранная проба должна быть подписана, где указано:

наименование продукта;

дата изготовления и номер партии;

для каких целей отобрана проба;

фамилия, имя, отчество, должность отобравшего пробу.

Подготовка проб к анализу

Доставленные в лабораторию пробы в боксах освобождают от упаковки и измельчают. От каждой пробы взвешивают, соблюдая правила асептики, аналитическую пробу массой 10 +/- 0,1 г. Оставшуюся часть пробы сохраняют до полного проведения анализа.

К аналитической пробе массой 10 +/- 0,1 г добавляют 90 куб. см -1 пептонно солевого раствора, получают 10 разведение. Эту смесь тщательно перемешивают в асептических условиях на мешалке или гомогенизаторе в течение 2 - 3 мин. так, чтобы общее число оборотов за это время составило 15000 - 20000.

Полученный гомогенат отстаивают в течение 5 мин. Отстоявшуюся жидкость используют для приготовления разведений. Для этого 1 куб. см -1 жидкости из 10 разведения переносят в пробирку с 9 куб. см пептонно-солевого раствора, при этом пипетку опускают не ниже поверхности воды. Внесенный материал тщательно перемешивают другой пипеткой путем -2 вдувания и выдувания содержимого не менее 10 раз и получают 10 разведение -2 продукта. Далее 1 куб. см материала из 10 разведения переносят в следующую пробирку с 9 куб. см 0,1-процентного пептонно-солевого раствора.

Другой стерильной пипеткой содержимое пробирки перемешивают, получая 10 ^{3 -4 -5}

разведение. Подготовленные таким образом разведения используют для посева.

Проведение анализа

По 1 куб. см материала каждого из приготовленных разведений высевают в три пробирки со средой Кесслера с поплавками. Посевы на среде Кесслера инкубируют при 36 +/- 1 °C в течение 24 - 48 ч.

Через 24 ч просматривают каждую пробирку и отбирают те, в которых имеется газообразование или другие признаки роста бактерий (изменение цвета среды, помутнение и т.д.). Пробирки без газа и признаков роста бактерий оставляют в термостате еще на 24 ч.

Из каждой пробирки с газообразованием или другими признаками роста делают петлей пересевы на среду Эндо. Одну чашку среды Эндо можно использовать для высева одновременно из двух пробирок, разделив дно чашки на два сектора. Посевы на среду Эндо делают штрихами так, чтобы получить рост изолированных колоний. Посевы инкубируют при 37 °C 24 ч.

Через 48 ч производят окончательный учет результатов посевов на среде Кесслера.

В пробирках отмечают газообразование или другие признаки роста бактерий, при их отсутствии считают, что колиформные бактерии отсутствуют в продукте. Из пробирок, в которых отмечено газообразование или другие признаки роста бактерий, производят пересев на среду Эндо.

Через 24 ч термостатирования посевов на среде Эндо их просматривают и отмечают рост колоний, характерных для колиформных бактерий: плоских или слегка выпуклых, или с валиком, различной интенсивности малиново-розовой окраски, с металлическим или без металлического блеска. Из характерных колоний делают мазки, окрашивают по Граму и микроскопируют.

Если после просмотра препаратов из не менее чем 3 колоний разного типа на среде Эндо не будут обнаружены грамотрицательные палочки, делают заключение об отсутствии колиформных бактерий в анализируемом продукте.

Если хотя бы в одной из типичных колоний будут обнаружены грамотрицательные палочки, считают, что в соответствующем разведении продукта присутствуют колиформные бактерии.

При отсутствии на среде Эндо через 24 ч типичных для колиформных бактерий колоний посевы оставляют еще на 24 ч в термостате.

Окончательный учет результатов посевов на среде Эндо производят через 48 ч термостатирования при соответствии тестов, указанных в п. 5.5.

Определение наиболее вероятного числа колиформных бактерий в 1 г продукта проводят с помощью таблицы наиболее вероятных чисел бактерий (таблица 1 настоящей методики). Вычисление проводят следующим образом: из ряда засеянных по три пробирки разведений выбирают наибольшее разведение, в котором все три пробирки дали положительный результат, т.е. в них обнаружены колиформные бактерии, и два следующих за ним разведения, в которых отмечают число положительных пробирок. Количество положительных пробирок каждого из выбранных разведений записывают в виде трехзначного -1 -2 -3 -4 числа. Например, из 4 засеянных разведений (10 , 10 , 10 , 10 ) все три -1 -2 пробирки с ростом были в 10 и 10 разведениях; для учета выбирают 10 -3 -4 разведение и два следующих за ним, т.е. 10 и 10 , и записывают число пробирок с ростом в выбранных разведениях - оно равняется 3, 2 и 1, так как -2 -3 в 10 разведении были 3 пробирки с ростом, в 10 разведении - 2 пробирки -4 и в 10 разведении - 1 пробирка. Таким образом получают трехзначное число 321, которое является входным параметром для таблицы НВЧ. Находим по таблице индекс НВЧ, соответствующий этому трехзначному числу, он равен 15 и -2 затем умножаем на степень разведения, от которого начали вычисления (10), получаем 15 x 100 = 1500 бактерий в 1 г.

Методы микробиологического анализа. Определение количества B. Cereus

Настоящая методика распространяется на сухие и быстрозамороженные продукты из картофеля и устанавливает метод определения количества B. cereus в 1 г продукта.

Применение методики предусматривается в настоящей Инструкции, в стандартах и технических условиях на готовую продукцию, устанавливающих технические требования на нее при дополнительном контроле.

Сущность метода

Метод заключается в определении в 1 г продукта количества спороносных грамположительных аэробных палочек, образующих типичные колонии ярко-рубинового цвета на фоне широкой зоны белого преципитата на дифференциально-диагностической плотной среде и обладающих характерными физиолого-биохимическими свойствами.

Определение количества B. cereus в 1 г продукта проводят путем высева исследуемой пробы и ее разведений на дифференциально-диагностическую среду и инкубации посевов при 30 +/- 0,5 °C в течение 24 - 48 ч.

Отбор выборок и проб

Для микробиологического анализа от каждой партии фасованной продукции с массой каждой упаковки до 200 г отбирают выборку объемом 5 единиц из разных мест транспортной тары разных штабелей.

От каждой партии фасованной продукции с массой более 200 г и нефасованной продукции отбирают 5 единиц транспортной тары, от каждой из них отбирают одну среднюю пробу из разных мест в отдельную лабораторную посуду пробоотборником, металлическим черпачком или ложкой, которые стерилизуют в автоклаве при 1 атм. в течение 1 ч. Можно стерилизовать их перед взятием пробы путем протирания спиртом с последующим обжиганием над пламенем спиртовки. Масса средней пробы должна быть не менее 200 г.

Каждая отобранная проба должна иметь сопроводительный документ, в котором указывается:

наименование продукта;

дата изготовления и номер партии;

для каких целей отобрана проба;

фамилия, имя, отчество, должность отобравшего пробу.

Подготовка проб к анализу

Доставленные в лабораторию пробы в боксе освобождают от упаковки и, соблюдая правила асептики, от каждой пробы взвешивают аналитическую навеску массой 10 +/- 0,1 г. Оставшуюся часть сохраняют до полного анализа, быстрозамороженные продукты хранят при 4 +/- 1 °C.

К аналитической пробе массой 10 +/- 0,1 г добавляют 90 куб. см 0,1-процентного пептонно-солевого раствора, затем ее тщательно растирают и перемешивают в асептических условиях в стерильной фарфоровой ступке.

Полученный гомогенат фильтруют через стерильный ватно-марлевый фильтр.

Фильтрат разливают в стерильные центрифужные пробирки и центрифугируют при 2 - 3 тыс. оборотов в минуту в течение 30 мин. для концентрирования смыва с продукта.

Полученные осадки соединяют, добавляют 9 куб. см стерильного пептонно-солевого раствора, при этом получают разведение, в 1 куб. см которого содержится такое же количество микроорганизмов, как и в 1 г взятого для анализа продукта.

Проведение анализа

По 0,33 куб. см исследуемого материала из приготовленного разведения высевают в 3 чашки Петри на поверхность подсушенного желточного агара с 2-, 3-, 5-трифенилтетразолиум хлорида (ТТХ) и полимиксином, используя три чашки для посева. Посевы выдерживают в термостате при 30 +/- 0,5 °C в течение 24 - 48 ч.

Через 24 ч просматривают посевы и отбирают чашки, на которых выросли типичные для B. cereus колонии: круглые, выпуклые, ярко-красные, рубиновые на фоне широкой зоны белого преципитата, являющегося показателем лецитиназной активности выросшей культуры. Отмечают эти колонии и чашки снова ставят в термостат на 24 ч. В течение этого времени большинство колоний становятся плоскими, с неровными изрезанными краями.

Через 48 ч из 3 - 5 типичных колоний готовят мазки, окрашивают их по Граму и микроскопируют. В окрашенных мазках B. cereus имеет вид крупных грамположительных палочек размером 1,0 - 1,2 x 3,0 - 5,0 мкм, со слегка закругленными концами, лежащих в виде цепочек или штакетообразных скоплений, встречаются и отдельно лежащие клетки. B. cereus образует субтерминальные либо центральные овальной формы споры.

5 типичных колоний пересевают на скошенный мясопептонный агар. Посевы выдерживают в термостате при 30 +/- 0,5 °C в течение 18 - 24 ч.

На скошенном агаре B. cereus образует сплошной мучнистый налет белого цвета. Затем со скошенного агара культуру изучают по следующим тестам: подвижность, способность сбраживания маннита и образования ацетоина.

Подвижность определяют в раздавленной капле. Для этого петлей наносят на обезжиренное предметное стекло каплю воды, в которой готовят негустую взвесь исследуемой культуры: на препарат накладывают чистое покровное стекло и рассматривают под микроскопом с сухой системой (с большим увеличением 40x15 или 60x15). В раздавленной капле клетки B. cereus подвижны, у некоторых штаммов движение может быть замедленным.

Со скошенного мясопептонного агара производят пересев на среду Гисса с маннитом и глюкозопептонный бульон. Посевы на среде Гисса выдерживают при 30 +/- 0,5 °C в течение 24 ч, а на глюкозопептонном бульоне - 48 ч.

При культивировании на среде с маннитом B. cereus не образует кислоты.

На глюкозопептонном бульоне B. cereus образует ацетоин. Для постановки реакции на образование ацетоина в чистую пробирку стерильной пипеткой отбирают 1 куб. см 48-часовой культуры, выросшей на глюкозопептонном бульоне, прибавляют 0,2 куб. см 40-процентного водного раствора KOH и 0,6 куб. см свежеприготовленного альфа-нафтола, после чего пробирку взбалтывают и помещают в термостат при 37 +/- 0,5 °C. При наличии ацетоина уже через 15 мин. или через 2 - 3 ч происходит окрашивание среды в розовый либо вишневый цвет. По изменению окраски среды дают заключение о положительной реакции. Окончательный учет реакции производят через 24 ч.

Обработка результатов

При наличии в посевах на чашках Петри с желточным агаром с ТТХ и полимиксином типичных для B. cereus колоний ярко-рубинового цвета на фоне широкой зоны белого преципитата, микроорганизмы из которых обладают свойствами, характерными для B. cereus, дают заключение о присутствии в исследуемом продукте B. cereus.

Уточняют количество клеток B. cereus в 1 г продукта, для чего подсчитывают и суммируют число колоний B. cereus, выросших на трех чашках Петри.

Методы микробиологического анализа. Определение количества S. Aureus

Настоящая методика распространяется на сухие и быстрозамороженные продукты из картофеля и устанавливает метод определения количества S. aureus в 1 г продукта.

Применение методики предусматривается в настоящей Инструкции, в стандартах и технических условиях на продукцию, устанавливающих требования при дополнительном микробиологическом контроле производства картофелепродуктов.

Сущность метода

Метод заключается в определении в 1 г продукта количества грамположительных, каталазоположительных кокков, способных образовывать типичные колонии на элективных питательных средах, ферментировать глюкозу и маннит в анаэробных условиях, коагулировать плазму крови кролика или человека и образовывать термостабильную ДНКазу.

Определение количества S. aureus в 1 г продукта проводят путем высева пробы или его разведений на поверхность плотной элективной питательной среды.

Отбор выборок и проб

Для микробиологического анализа от каждой партии фасованной продукции с массой каждой упаковки до 200 г отбирают выборку объемом 5 или 10 единиц из разных мест транспортной тары разных штабелей.

От партии фасованной продукции с массой фасовки более 200 г и нефасованной продукции отбирают 5 единиц транспортной тары. Из каждой транспортной тары отбирают одну объединенную пробу путем взятия из разных мест. Для каждой пробы используют отдельный стерильный пробоотборник или же один, но перед взятием каждой пробы его стерилизуют. Пробоотборники стерилизуют в автоклаве 1 ч при 1 атм. либо обтирают спиртом и фламбируют над пламенем горелки.

Каждая отобранная проба продукта должна иметь сопроводительный документ, в котором указывается наименование продукта, дата изготовления и номер партии, для каких целей отобрана проба, фамилия, имя, отчество и должность лица, отбиравшего пробу продукта.

Подготовка проб к анализу

Доставленные в лабораторию пробы продуктов в боксе освобождают от упаковки. При анализе быстрозамороженных продуктов их дефростируют в боксе при комнатной температуре в течение 2 - 3 ч. Пробы анализируемых продуктов измельчают профламбированным ножом или растирают в асептических условиях в стерильной ступке. От каждой пробы продукта взвешивают аналитическую пробу массой 10 +/- 0,1 г, соблюдая правила асептики. Оставшуюся часть сохраняют до полного проведения анализа. Пробы замороженных продуктов хранят в холодильнике при 4 +/- 1 °C.

Аналитическую пробу массой 10 г помещают в стерильную фарфоровую ступку, добавляют 90 куб. см стерильного 0,1-процентного пептонно-солевого раствора, тщательно растирают и перемешивают пестиком, в асептических условиях - в стерильной фарфоровой ступке.

Полученный гомогенат фильтруют через стерильный ватно-марлевый фильтр и фильтрат разливают в стерильные центрифужные пробирки. Центрифугирование производят при 2 - 3 тыс. оборотах в минуту в течение 30 мин. для концентрирования фильтрата.

Полученные осадки соединяют, добавляют к ним 9 куб. см стерильного пептонно-солевого раствора. При этом количество микроорганизмов в 1 куб. см такого разведения соответствует количеству микроорганизмов, находящихся в 1 г взятого для анализа продукта.

Проведение анализа

По 0,33 куб. см исследуемого материала из разведения высевают в три чашки Петри на поверхность подсушенного яично-желточно-азидного агара, яично-солевого агара или молочно-солевого агара.

Посевы инкубируют при 37 +/- 0,5 °C в течение 24 - 48 ч.

Через 24 ч посевы просматривают и отбирают чашки, на которых выросли колонии, типичные по морфологии: непрозрачные, окрашенные от белого до оранжевого цвета, имеющие форму правильных дисков от 2 - 4 мм, слегка выпуклые на молочно-солевом агаре или окруженные зоной лецитиназной активности на яично-желточно-азидном и яично-желточно-солевом агаре.

...