14.1. ЗАМОРАЖИВАНИЕ ПРОДУКТОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Консервирование плодоовощной продукции замораживанием позволяет сгладить сезонность в ее потреблении, насытить рацион жизненно необходимыми витаминами, минеральными элементами, сократить время приготовления пищи, значительно улучишь ее санитарно-гигиенические показатели. В качестве полуфабриката замороженные плоды, овощи и ягоды – прекрасное сырье для промышленного производства многих других продуктов (фруктовые и молочные кремы, йогурты, мороженое, кондитерские изделия и др.).

Значительную долю концентратов фруктовых соков в мире в настоящее время получают методом замораживания (криоконцентрация).

Потребление быстрозамороженной продукции за рубежом составляет от 5 до 50 кг на душу населения, в СНГ – 0,5 кг.

Способы замораживания

Все способы замораживания подразделяют по виду теплообмена на конвективные, кондуктивные, испарительно-конденсационные, смешанные.

Замораживание воздушным способом проводят в морозильных камерах и туннельных морозильных аппаратах. Последние отличаются интенсивностью движения воздуха (4–12 м/с) и незначительной продолжительностью замораживания. В зависимости от вида продукта и типа холодильной установки продолжительность замораживания плодов и овощей при температуре -25...-45 °С составляет от нескольких минут до нескольких часов.

Преимущество туннельных морозильных камер – универсальность: в них можно замораживать пищевые продукты разной формы, размера и в различной упаковке.

Основные критерии при выборе способа замораживания – быстрота и экономичность процесса. При этом количество теплоты, отводимой воздухом от продукта, прямо пропорционально площади контакта воздуха с продуктом, разности температур воздуха и продукта и коэффициенту теплопередачи от продукта воздуху.

Замораживание в «кипящем слое» (флюидизационный способ) происходит под действием подаваемого восходящего потока холодного воздуха, достаточного для поддержания продукта во взвешенном состоянии. Последнее достигается с помощью мощного потока воздуха, подаваемого вентиляторами через охлаждающую батарею, а затем через слой замораживаемого продукта, находящегося, как правило, на сетчатой ленте конвейера. Проходя через отверстия ленты, воздух поднимает частицы продукта, отделяет их друг от друга и удерживает во взвешенном состоянии. В установках без сетчатой ленты замораживаемый продукт не только поддерживается потоком воздуха во взвешенном состоянии, но и направленным движением перемещается в установке.

Способ флюидизации применяют для замораживания неупакованных мелких или нарезанных плодов и овощей диаметром до 40 мм длиной до 125 мм. Из продуктов, полученных этим способом, можно готовить различные смеси. Кроме того, легче механизировать упаковку таких овощей и плодов, осуществлять их дозировку и употреблять по мере надобности.

Флюидизационные аппараты имеют широкий диапазон производительности – от 0,5 до 15 т/сут, а теплообмен в них протекает интенсивнее, чем в обычных воздушных аппаратах.

При контактном способе замораживания продукт зажимается между двумя металлическими плитами, в которых циркулирует жидкий или кипящий хладоноситель. Важное условие – равномерность толщины загружаемых порций по всей поверхности плиты. В противном случае ухудшается контакт плиты с остальным продуктом и увеличивается продолжительность замораживания. Контактные плиточные аппараты непригодны для замораживания продуктов неправильной формы. При температуре кипения хладагента -35...-45 °С продолжительность замораживания продукта в упаковке 0,5 кг составляет 1–3 ч, а небольших порций при толщине 50 мм – до 1 ч.

В кипящих хладоносителях (жидкий воздух, азот, фреон, диоксид углерода) обеспечивается сверхбыстрое замораживание продуктов. В этом случае вся поверхность продукта участвует в теплообмене, а очень низкие температуры (-40...-196 °С) обеспечивают замораживание за несколько минут.

Комбинированный способ замораживания с использованием низкотемпературной газовой среды, создаваемой в результате испарения жидкого хладоносителя, позволяет избежать механических повреждений продуктов льдом.

Замораживание с использованием испарительно-конденсационного обмена применяют, как правило, в случаях, когда удаление влаги из продукта способствует проведению какого-либо последующего процесса, например сублимационной сушки. На первом этапе под вакуумом вследствие бурного испарения воды из продукта понижается его температура и образуются кристаллы водяного льда, а затем уже под глубоким вакуумом

осуществляется сублимация водного льда, тем самым обеспечивается обезвоживание продукта.

Отбор сырья

Пригодность растительного сырья для замораживания, а также качество замороженной продукции определяются прежде всего генетическими особенностями сортов и видов, степенью созревания, условиями вегетации, сбора, транспортировки и предварительной обработки.

Для получения высококачественной продукции следует отбирать сырье соответствующей степени зрелости, пригодное для замораживания.

Плоды, собранные в стадии полной зрелости, при размораживании часто размягчаются. Чтобы лучше сохранить форму плодов, быстрое замораживание следует проводить до наступления стадии биологической зрелости.

На качество продукции существенно влияет также время от сбора продукции до ее замораживания. При удлинении этого срока до нескольких дней ослабляется консистенция мякоти после ее размораживания.

На крупнейших зарубежных предприятиях по производству замороженной плодоовощной продукции продолжительное хранение сырья от момента сбора до начала переработки сокращена до 1,5 ч. Если невозможно переработать продукцию сразу после уборки, свежие плоды и ягоды следует немедленно охладить и хранить до замораживания при температуре от 0 до 6 °С в зависимости от вида сырья от 5 ч до 7 сут.

Важный показатель пригодности растительного сырья для замораживания – влагоудерживающая способность, которая определяется его видовыми свойствами, а также зависит от условий обработки, замораживания и хранения.

Вода в тканях удерживается посредством химических связей с протеинами, полисахаридами, пектиновыми соединениями. Отдельные сорта плодов и ягод в большей степени подходят для замораживания, так как их ткани обладают высокой влагоудерживающей способностью.

Влагоудерживающая способность плодов и ягод при замораживании снижается, так как кристаллы льда повреждают клеточные мембраны. При этом существенное значение имеет предварительная подготовка сырья к замораживанию.

Основные этапы подготовки растительного сырья к замораживанию – инспекция, сортировка, калибровка. В процессе этих операций удаляют посторонние примеси, перезревшие, недозревшие, больные, поврежденные при транспортировании плоды, ягоды, овощи. Для каждой замораживаемой партии отбирают продукцию одинакового размера, одной степени зрелости и окраски.

Отсортированное сырье моют проточной водой, причем такие ягоды, как земляника, малина и др., должны находиться в воде минимальное время. После мойки проводят повторные сортировку и калибровку, что обеспечивает однородность партий продукта. Подготовленное сырье подсушивают и замораживают без сахара, с сахаром и в сахарном сиропе. Замораживание с сахаром предохраняет плоды от окислительного действия кислорода воздуха, тормозит ферментативные и микробиологические процессы, способствует лучшему сохранению вкуса и аромата. Кроме того, растворы сахара обладают криопротекторными свойствами, что позволяет уменьшить повреждающее действие кристаллов льда. Во избежание растрескивания плоды, ягоды, виноград предварительно охлаждают до 0 – 1 °С, а затем быстро замораживают при -35 °С до заданной конечной температуры в центре продукта (-18...-25 °С).

Овощи при замораживании сортируют по качеству, иногда по размеру, моют, очищают, режут, как правило, бланшируют (кроме томатов, баклажанов, перца) в целях разрушения окислительных ферментов, вызывающих потемнение продукта, охлаждают и замораживают, иногда с применением 2%-ного раствора поваренной соли.

Замораживают плоды, ягоды и овощи россыпью или в таре (картонной, полимерной, стеклянной, металлической). Плоды и овощи, замороженные россыпью, быстро фасуют в тару, преимущественно в пакеты из полимерных материалов, которые затем герметизируют.

Изменение состава и свойств плодов и овощей при замораживании

Интенсивность и характер изменений продуктов при замораживании зависят от условий и параметров процесса, а также качественных характеристик плодов и овощей. Специфика состава и строения плодов и овощей, особенности и взаимосвязь протекающих в них физико-химических и биохимических реакций оказывают существенное влияние на сохранение их свойств.

При замораживании вода превращается в лед, что изменяет осмотические условия и резко сокращает скорость большинства биохимических процессов в плодах и овощах. Замораживание приводит к повышению концентрации растворенных веществ вследствие миграции влаги из микробной клетки во внешнюю среду на первой стадии и к внутриклеточной кристаллизации воды на последующих стадиях, а также нарушению согласованности биохимических реакций за счет различий в степени изменения их скоростей.

Устойчивость микробной клетки к замораживанию зависит от вида и рода микроорганизмов, стадии их развития, скорости и температуры замораживания состава среды обитания. Наиболее высокая степень отмирания микроорганизмов наблюдается при температуре -4...-6 °С, а их рост и размножение полностью исключаются при -10...-12 °С. В этих условиях плоды и овощи не подвергаются микробиологической порче, хотя полного уничтожения микроорганизмов не происходит. В замороженных ягодах или фруктово- ягодных соках при температуре хранения выше -8 °С под действием дрожжей происходит спиртовое брожение и накапливается спирт.

При определении условий и режимов замораживания стремятся максимально учитывать особенности свойств и строения плодов и овощей, чтобы достичь максимальной обратимости процесса.

Особенности состояния плодов и овощей при замораживании обусловливаются фазовым переходом воды в твердое состояние и повышением концентрации растворенных в жидкой фазе веществ. Процесс кристаллообразования приводит к изменению физических характеристик плодов и овощей, сопровождающемуся изменениями физико-химических, биохимических и морфологических свойств.

Размер, форма и распределение кристаллов льда в структуре плодов и овощей зависят от их свойств и условий замораживания. Состояние мембран и клеточных оболочек, их проницаемость, ионная, молярная концентрация растворенных веществ отдельных структурных образований растительных тканей, степень гидратации основных компонентов предопределяют особенности распределения льда в системе, размер и форму кристаллов.

Более низкая концентрация растворенных веществ в межклеточном пространстве определяет разницу в значениях криоскопических температур структурных элементов, вследствие чего кристаллы льда формируются в первую очередь в межклеточной жидкости. При температуре ниже точки замерзания водяной пар в крупных межклеточных пространствах начинает конденсироваться в виде капелек влаги на прилегающих клеточных стенках. Эта вода и превращается в первые микроскопические кристаллики льда, которые распространяются, обволакивая стенки клеток. Кристаллы разной формы (в виде линз, разветвленные и др.) разрастаются между клетками эпидермиса и паренхимы. Процесс сопровождается повышением осмотического давления вследствие роста концентрации растворенных в жидкости солей, что, в свою очередь, обусловливает миграцию влаги из клеток. Дальнейший рост кристаллов происходит за счет влаги, содержащейся в клетках, что объясняется разницей в давлении пара поверхности разных кристаллов.

При понижении температуры в клетках сначала наступает состояние переохлаждения, а затем спонтанно возникают центры кристаллизации, приводящие к образованию внутриклеточного льда. Граница перехода из одного агрегатного состояния в другое обусловлена не только концентрацией раствора, свойствами отдельных его компонентов, но и рядом других факторов. Так, в тонких капиллярах воду можно переохладить до -20 °С. Граница переохлаждения отдельных растворов пищевых продуктов различна, а температура ниже этой границы или механическое встряхивание приводят к очень быстрому, практически массовому превращению воды в лед.

При медленном замораживании с образованием крупных кристаллов вне клеток изменяется первоначальное соотношение объемов за счет перераспределения влаги и фазового перехода воды. Быстрое замораживание предотвращает значительное диффузионное перераспределение влаги и растворенных веществ и способствует образованию мелких, равномерно распределенных кристаллов льда.

С изменением скорости замораживания по мере перемещения границ фазового перехода от периферии к центру продукта изменяются размер и характер распределения кристаллов льда. Наиболее мелкие кристаллы образуются в поверхностных слоях продукта.

Максимальное кристаллообразование в плодах и овощах происходит при температуре от -2 до -8 °С. При быстром прохождении этого интервала можно избежать значительного диффузионного перераспределения воды и образования крупных кристаллов. Степень повреждения тканевых структур плодов и овощей при замораживании зависит от размеров кристаллов льда и физико-механических превращений, протекающих в тканях на молекулярном уровне.

На размер кристаллов льда и характер их распределения между структурными элементами существенно влияют состав и свойства плодов и овощей. Так, лук, картофель и некоторые другие овощи покрыты плотной естественной оболочкой, что способствует переохлаждению, тогда как капуста белокочанная, не имеющая такой оболочки, не переохлаждается из-за крупных межклетников и большого содержания свободной воды.

Сильное влияние на характер кристаллообразования оказывает также степень зрелости плодов. В недозрелых плодах содержится значительное количество свободной воды и происходит в основном внутриклеточная кристаллизация, что губительно действует на клетки. В созревших плодах накапливается пектин, обладающий высокими гидрофильными свойствами. Он связывает значительное количество воды и способствует образованию гелеобразной структуры, что положительно сказывается на обратимости процесса замораживания.

Замороженные плоды и овощи приобретают новые свойства: твердость (следствие превращения воды в лед), плотность, интенсивность и яркость окраски (результат оптических эффектов) и др.; кроме того, значительно изменяются их теплофизические свойства.

Вследствие снижения кинетической энергии молекул при понижении температуры, повышения вязкости внутриклеточной жидкости, уменьшения растворимости газов и диффузии веществ значительно снижается скорость химических реакций, однако полное прекращение их возможно только при абсолютном нуле (-273 °С).

При постепенном вымораживании влаги в жидкой фазе продукта повышается концентрация минеральных солей (электролитов), агрессивных по отношению к белкам и оказывающих наиболее повреждающее действие на ферментные системы. При этом происходит как ускорение, так и замедление отдельных реакций, меняется их направленность. В первую очередь при замораживании повреждаются ферментные системы дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования митохондрий, вследствие чего исчезают основные жизненные функции: дыхание и способность к генерации энергии.

Поскольку при замораживании плодов и овощей окислительно-восстановительные процессы, присущие свежим продуктам, сдвигаются в сторону окислительных реакций, качество полученного продукта зависит в основном от степени активности оксидоредуктаз, среди которых особое значение имеют полифенолоксидаза, аскорбатоксидаза, каталаза и пероксидаза.

Деятельность ферментов является, пожалуй, основной причиной появления посторонних привкусов в продуктах. При этом, как правило, снижается содержание крахмала и витамина С, увеличиваются кислотность и количество редуцирующих сахаров, в результате ферментативного потемнения изменяется окраска продукта, ухудшаются консистенция, вкус, запах.

Из-за разрушения части ферментов при замораживании нарушаются сбалансированность и координация отдельных реакций, их синхронность. При этом устойчивая к изменению рН инвертаза проявляет активность в широком диапазоне (3–7,5), что инициирует реакции накопления сахаров в замороженных плодах и овощах.

Сохранение активности пектолитических ферментов способствует повышению гидрофильных свойств коллоидов и уменьшению степени повреждения клеток. В зависимости от вида продукта они оказывают различное действие: в ткани сливы эти ферменты теряют активность и замороженный продукт имеет плотную консистенцию, в яблоках же их активность приводит к размягчению ткани.

Каталаза и пероксидаза катализируют дегидрирование аминокислот, фенолов, аминов, флавонов и др., при этом ухудшается качество плодов и овощей, которые приобретают посторонние привкусы. Каталаза и пероксидаза часто действуют антагонистически по отношению друг к другу. Так, в неразрушенных тканях каталаза тормозит действие пероксидазы; в разрушенных действие последней более активно. В отдельных случаях эти ферменты оказывают одинаковое действие.

Некоторые ферменты (липаза) сохраняют активность даже при очень низких температурах.

Изменения углеводов при замораживании в значительной степени зависят от их состава. Так, имеются сведения, что высокомолекулярные углеводы в процессе замораживания подвергаются агрегатированию. Для систем, богатых крахмалом, характерно снижение способности связывать воду.

Изменение состава и содержания витаминов при замораживании зависит от их химической структуры, вида и строения ткани. Потери витаминов имеют место при предварительной обработке сырья и непосредственно в процессе замораживания. Наиболее устойчивы к замораживанию тиамин, рибофлавин, пантотеновая кислота, каротин. Непосредственно при замораживании теряется около 10 % витамина С, а с учетом подготовки сырья (бланширование, мойка и др.) потери могут составить до 20–30 %. Сохранению витамина С при замораживании способствует интенсификация процесса.

При замораживании плодов и овощей в неупакованном виде неизбежны поверхностное испарение и сублимация части воды, что приводит к усушке продукта. Так, при замораживании разных видов неупакованных плодов и овощей в туннельном морозильном аппарате с принудительной циркуляцией воздуха при -35 °С потери массы колеблются от 0,2 до 0,9 %.

14.2. ЗАМОРАЖИВАНИЕ ПРОДУКТОВ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Замораживание мяса крупного рогатого скота и свиней

Мясо замораживают обычно в полутушах и четвертинах, баранину – в тушах. Кроме того, мясо замораживают в блоках, сортовых отрубах и мелкой фасовке.

Для замораживания мясо в тушах и полутушах по подвесным путям направляют в морозильные устройства камерного типа. Камеры однофазного замораживания предназначены для замораживания мяса в виде туш, полутуш в парном состоянии с температурой в толще мышц бедра не ниже 35 °С. При отсутствии таких камер мясо замораживают двухфазным способом, предварительно охладив до температуры 0...-4 °С в толще мышц бедра.

При однофазном замораживании уменьшаются потери массы, сокращаются затраты труда на транспортировку, рациональнее используются холодильные емкости, не ухудшается качество мяса.

Говяжьи полутуши замораживают при следующих параметрах: температура от -30 до -40 °С, скорость движения воздуха 1–2 м/с, относительная влажность воздуха 95–100%; продолжительность процесса в пределах 24 ч. Время замораживания свиных полутуш и бараньих туш составляет соответственно около 80 (18–20 ч) и 60 % (14–16 ч) времени замораживания говяжьих полутуш.

Интенсификация процесса замораживания мяса идет по пути понижения температуры кипения хладагента, увеличения скорости циркуляции воздуха, использования криогенных жидкостей, а также нетрадиционных физических методов.

При понижении температуры охлаждающей среды до -40 °С и ниже и скорости движения воздуха до 5 м/с можно заморозить парные полутуши до посмертного окоченения (за 18 ч), с которым связано холодовое сокращение. По органолептическим свойствам такое мясо не будет отличаться от мяса, замороженного двухфазным способом с предварительным созреванием. Максимальная скорость замораживания достигается применением криогенных хладагентов. При этом значительно повышается коэффициент теплоотдачи, обеспечивается ускоренный теплообмен, в максимальной степени сохраняется исходное качество продукта и уменьшается до минимума его усушка. Кроме того, обеспечивается повышенная обратимость биологических процессов. Продукты, замороженные криогенными жидкостями, меньше подвержены воздействию холодового шока, в них не происходит денатурации белка; при варке мясо получается более нежным и сочным.

Интенсифицировать процесс замораживания можно и с помощью физических методов – повышения давления воздушного потока, применения ультразвука, вибрации и т.д.

Замораживание птицы

Птицу замораживают в воздушной среде после предварительного охлаждения или без него. Продолжительность замораживания птицы в таре зависит от ее вида и упитанности, температуры и скорости движения воздуха. При -18 °С и естественной циркуляции – 48–72 ч, при -23...-26 °С и скорости движения воздуха 1–1,5 м/с – 20 ч (куры и утки), 35–40 ч (гуси, индейки).

Быстрее можно заморозить птицу в скороморозильных аппаратах туннельного типа при -30...-40 °С и интенсивном движении воздуха. Продолжительность замораживания составляет 4,5–10 ч в зависимости от упитанности и вида птицы. Потери массы при замораживании 0,2–0,4%.

Для замораживания в жидких хладоносителях в качестве теплоотводящей среды применяют в основном водные растворы хлоридов натрия и кальция, пропилен- и этиленгликоль; птицу предварительно вакуумируют в термоусадочной пленке. При температуре -25 °С и скорости циркуляции среды 0,1 м/с продолжительность процесса замораживания упакованных тушек кур массой 1–2 кг составляет 0,5–1 ч. Воздушный способ позволяет достичь такой продолжительности замораживания только при -50 °С и скорости движения воздуха 3 м/с.

Еще более перспективно применение модульных скороморозильных аппаратов, работающих на жидком азоте или диоксиде углерода, распыляемых с помощью форсунок в зоне замораживания. Под действием образующихся при этом паров хладагента происходят предварительное охлаждение и выравнивание температуры по объему продукта. Предварительное охлаждение продукта исключает последующее растрескивание его и, следовательно, сокращает потери массы при размораживании и кулинарной обработке. Продолжительность замораживания полутушек кур до среднеобъемной температуры -18 °С 6 мин.

Замораживание субпродуктов

Субпродукты замораживают на противнях, которые укладывают на рамы, этажерки или стеллажи, либо в виде блока при температуре -30...-55 °С и скорости движения воздуха 1–2 м/с. Продолжительность замораживания при двухфазном способе 12 ч, при однофазном – 18 ч; при замораживании в морозильных аппаратах – соответственно 3–4 и 4–7 ч.

Замораживание продуктов из яиц

Из общего мирового производства яиц (650 млрд шт./год) 10% подвергают замораживанию в различном виде. Замораживают продукцию из яиц – яичный меланж, альбумин (белки) и желтки с сахаром для выпечки хлебобулочных изделий. Кроме того, замораживают соленый желток, применяемый при изготовлении майонеза и приправ для салата, а также простой желток без сахара и соли, используемый для детского питания и в рецептуре лапши. Замораживают и специальные яичные продукты (смесь для яичницы-болтуньи, омлеты, суфле, кубики, рулеты и т.д.).

Для длительного хранения меланж замораживают при -35... 45 °С до -18°С и хранят при этой же температуре. Для замораживания пригодны только очень свежие яйца, в некоторых случаях, чтобы уничтожить сальмонеллы, их дополнительно стерилизуют путем применения обратного осмоса и ультрафильтрации. Эффект желирования можно свести к минимуму подмешиванием 5–10% соли, 10% сахарозы или 5% глицерина. Эффекта резинистости альбумина можно избежать применением криогенного замораживания в диоксиде углерода и азоте.

Замораживание молочных продуктов

Из молочных продуктов чаще всего замораживают сливочное масло, предназначенный для переработки творог, некоторые кисломолочные продукты, редко молоко, сыры.

Для холодильной обработки ящики масла укладывают так чтобы обеспечить доступ холодного воздуха к каждому пакету или вертикальному ряду пакетов. Высота вертикальных рядов грузовых пакетов не должна превышать при температуре масла ниже 5 °С трех рядов, при 5–8 °С – двух, при 8°С и выше - одного.

Холодильная обработка масла считается законченной, если в монолите на глубине 6–8 см температура продукта не превышает -12 °С.

Количество сливочного масла, загружаемого ежесуточно для холодильной обработки в камеры хранения с температурой воздуха -18°С и ниже, не должно превышать для камер вместимостью до 200 т включительно 6 %, более 200 т – 12 % (повышение температуры воздуха камеры выше -14 °С не допускается).

Замораживание рыбы

Рыбу перед замораживанием сортируют, у крупной удаляют внутренности; слизь смывают чистой водой. Существуют следующие способы замораживания рыбы: в воздухе с помощью естественного холода; в смеси льда и соли; с помощью искусственного холода, получаемого машинным методом (воздушное замораживание, контактное в плиточных морозильных аппаратах); с применением жидких углерода и азота; в рассоле; комбинированные.

Воздушное замораживание с помощью естественного холода (при температуре наружного воздуха не выше -10 °С) применяют в местах подледного лова. Это наиболее простой и экономичный способ. Рыбу раскладывают на предварительно подготовленной ледяной площадке поштучно в один ряд, чтобы обеспечить максимальный теплообмен поверхности с воздухом; по мере замораживания ее переворачивают. Крупную рыбу обычно замораживают в подвешенном состоянии, мелкую раскладывают слоем толщиной не более 12 см. При сильном морозе и ветре рыба замораживается быстро, при этом обеспечиваются высокое качество продукта и значительная экономия.

Способ замораживания в смеси льда и соли (метод Оттесена) основан на явлении самоохлаждения смеси льда и поваренной соли, в которой одновременно протекают такие процессы, как плавление льда и растворение соли. При этом корочка льда препятствует проникновению соли. Продолжительность замораживания слоя рыбы до 6 см составляет 10–11 ч.

Способ замораживания орошающим раствором (метод Заротченцева–Тейлора) предусматривает охлаждение рыбы сначала чистой водой, а затем охлаждающим раствором соли температурой -16...-20 °С и последующим ополаскиванием. Продолжительность замораживания этим способом вдвое превышает продолжительность замораживания предыдущим способом.

Рыбу замораживают также в камерах при температуре -25 °С с естественной и принудительной циркуляцией воздуха. При замораживании крупных объектов, например рыбных блоков, оптимальная скорость движения воздушного потока составляет 5 м/с; при поштучном замораживании продуктов небольшого размера в воздушных морозильных установках скорость движения среды может быть повышена до 10 м/с.

На современных промысловых судах рыбу и морепродукты замораживают, как правило, контактным способом с использованием горизонтальных и вертикальных плиточных морозильных установок. Преимущество этого способа – возможность получать рыбные блоки правильной геометрической формы. Такие блоки, приготовляемые за рубежом из филе, из смеси филе и фарша или только из фарша, широко применяют для производства рыбных палочек и порционных продуктов, пользующихся повышенным спросом. Замораживание продукции с высокой скоростью применяют при производстве на судах высококачественного рыбного фарша сурими, из которого получают фаршевую кулинарную продукцию, в том числе такую деликатесную, как аналоги мяса краба, креветок, гребешка.

Мелкую, среднюю и крупную рыбу замораживают стандартными блоками размером 800 х 250 х 60 мм (массой до 12 кг) в металлических формах с крышками. Рыбу в мелкой фасовке, предварительно упакованную в картонные коробки, пакеты из полимерной пленки, замораживают на открытых противнях.

Продолжительность замораживания до -18 °С составляет: рыбы в блоках толщиной 60 мм – 3–5 ч; крупной и средней рыбы, уложенной на противни, – 3–6 ч; осетровых и других крупных рыб в подвешенном состоянии – 6–10 ч.

Контактный способ замораживания в плиточных морозильных аппаратах применяют для замораживания рыбы мелких и средних размеров, а также филе, фарша и рыбной кулинарии. Продукт помещают между двумя полыми металлическими плитами, внутри которых циркулирует хладагент или хладоноситель. Затем плиты сдвигают, создавая определенное давление, которое обеспечивает подпрессовку продукта при замораживании.

Давление (в пределах 0,01–0,1 МПа) регулируют с помощью гидравлического привода и устанавливают в зависимости от вида продукта, его свойств и вида упаковки. Продолжительность замораживания рыбы в плиточных морозильных установках связана с толщиной блока, при увеличении которой удлиняется процесс и снижается производительность установки. Для рыбы разных видов с толщиной блоков от 30 до 100 мм продолжительность замораживания составляет от 40 до 180 мин.

К специфическим рыбным объектам холодильной обработки относится рыба тунцового промысла, отличающаяся крупными размерами и массой. Эту рыбу необходимо охладить в течение нескольких часов, поэтому воздушный способ непригоден, а применяют, как правило, рассольный, основанный на использовании концентрированных растворов хлористого натрия (-15...-18 °С) и хлористого кальция (-30 °С). Причем при применении первого качество рыбы значительно хуже из-за просаливания и низкого теплообмена. Интенсификация процесса путем понижения температуры хлорида кальция до -45 °С в Японии показала преимущество этого способа перед воздушным замораживанием при температуре -55 °С.

Замораживание в жидких азоте и диоксиде углерода обеспечивает очень высокую эффективность холодильной обработки, но вследствие большой стоимости сжиженных газов в 2–3 раза превышает стоимость традиционного замораживания. Поэтому такой способ эффективен только при обработке дорогостоящей продукции: крабов, креветок, лососевых и др. Он позволяет получать мороженый полуфабрикат высокого качества при минимальных потерях массы. Этот способ комбинируют с воздушным замораживанием, используя жидкий азот лишь для быстрого снижения температуры в критической зоне (до -5...-7 °С). Так, рыбопродукты доставляют на береговое предприятие в охлажденном виде, зачищают, упаковывают под вакуумом и замораживают в криогенной установке до температуры не выше -5 °С в течение 32 мин. Замороженные филе, фарш, полуфабрикаты быстро перекладывают в картонные ящики по 10–21 кг и домораживают до -20 °С в воздушной морозильной установке. По качеству филе комбинированного замораживания превосходит филе, замороженное в условиях промысла на судах в плиточных морозильных установках.

Установки, работающие на диоксиде углерода, за рубежом используют для поштучного замораживания рыбного филе, полуфабрикатов, ракообразных, моллюсков. Охлаждение среды в туннельных, ленточных и спирально-ленточных установках происходит за счет сублимации твердой двуокиси углерода при температуре до -78 °С, а подаваемый в установку хладоноситель обеспечивает температуру газовой среды около -70 °С.

Использование такой установки, несмотря на высокую стоимость замораживания, экономически выгоднее воздушного метода благодаря более высокой (в четыре раза) производительности, меньшей обсемененности бактериями, отмирающими в атмосфере углекислого газа, и более высокому качеству продуктов.

Для предохранения рыбы от усушки и окисления жира в технологический процесс вводят операцию глазирования. Ледяную корочку (глазурь) получают трехкратным погружением блоков или отдельной рыбы температурой не выше -18 °С в воду температурой 1–2 °С. Продолжительность каждого погружения 2 с. Для ускорения процесса образования ледяной корочки и увеличения ее прочности мороженую рыбу после погружения в воду выдерживают в потоке холодного воздуха (скорость 2–3 м/с) в течение 10–20 с. Масса глазури составляет 2–4 % массы рыбы.

В то же время водной глазури свойствен существенный недостаток – относительно быстрая сублимация, из-за чего уже через несколько месяцев хранения она может исчезнуть, а продукция окажется практически незащищенной от окислительной порчи и усушки. Поэтому для защиты мороженой рыбы в процессе длительного холодильного хранения на ее поверхность целесообразно наносить не воду, а растворы пленкообразующих составов, обладающих высокими адгезионными свойствами. Растворы наносят в виде газонепроницаемых оболочек, устойчивых к механическим воздействиям и испарениям. В качестве водорастворимых покрытий используют поливиниловый спирт в смеси с различными модификаторами – оксиметилцеллюлозой, оксипропилцеллюлозой, карбоксиметилцеллюлозой и др.

14.3. БЫСТРОЗАМОРОЖЕННЫЕ ПРОДУКТЫ

Производство быстрозамороженной продукции – одна из наиболее динамично развивающихся отраслей пищевой промышленности. В 1980-е годы темпы роста производства замороженных продуктов в развитых странах достигали 8–12 % в год, и хотя в 1990-е снизились до 5–8 %, они остались одними из самых высоких среди других групп продовольственных товаров.

Крупнейшие в мире потребители быстрозамороженных продуктов – США и Швеция, где их потребление уже превысило 50 кг на душу населения в год. Производство и потребление быстрозамороженной продукции (вместе с пельменями) в нашей стране составляет около 0,5–1 кг на душу населения в год.

По классификации ФАО к быстрозамороженным продуктам относятся изделия из овощей и картофеля, фрукты, готовые изделия и кулинарные полуфабрикаты. Производится и потребляется более 10 тыс. видов этой продукции, что в значительной степени определяется потребностями рынка. При этом отмечают следующие общественно-экономические выгоды, связанные с производством быстрозамороженной продукции: снижение потерь сырья; уменьшение на 20–25 % необходимых производственных площадей, на 50 % – обслуживающего персонала на предприятиях общественного питания; сокращение затрат времени на домашнее приготовление пищи; обеспечение сбалансированного питания согласно научным рекомендациям; безвредность для потребителя и окружающей среды; уменьшение расхода электроэнергии на 50 % по сравнению с ее расходом на производство консервов.

Темпы роста производства быстрозамороженной продукции в значительной степени определяются также развитием производства и сбыта современных домашних холодильников и морозильников, в которых температуру хранения можно поддерживать в интервале -12...-30 °С, использованием промышленных и домашних микроволновых устройств, где замороженный продукт в упаковке доводится до готовности за несколько минут.

Ассортимент быстрозамороженной продукции зависит в первую очередь от национальных традиций, спроса, активности продвижения на рынок, а также развитости холодильной цепи от сырьевой базы до домашней холодильной и тепловой техники. За рубежом быстро замораживают главным образом зеленый горошек, шпинат, коренья, стручковую фасоль, черную смородину, землянику и др. В группе быстрозамороженных готовых блюд и кулинарных полуфабрикатов первое место занимают изделия из теста, особенно пицца и различные мучные изделия (кнедлики с начинкой, русские пельмени). Среди рыбных изделий значительную долю на рынке составляет филе. В США замораживают несколько десятков тысяч тонн сладкой кукурузы в виде початков и более 110 тыс. т зерна в год.

Широкое распространение за рубежом получила дифференциация замороженных блюд по целевому назначению: повседневные обеды, блюда праздничной кухни, ужины для одного-двух человек или целой семьи, еда для тех, кто не может пользоваться столовой в течение дня, специальные наборы для отдыхающих за городом, блюда, соответствующие требованиям определенных лечебных диет, и др.

В России в настоящее время детально разработаны технология и оборудование для замораживания монопродуктов (плодов и овощей в целом или резаном виде без особой обработки). Освоена также технология получения продуктов высокого качества (IQF), производство быстрозамороженных полуфабрикатов (овощные смеси, холодные компоты, холодные супы и др.). В стадии разработки и испытания находятся оборудование и новые технологии для приготовления быстрозамороженной пищи повышенной готовности в виде сбалансированных рационов питания, предназначенных для туристов, альпинистов, космонавтов, энергетиков геологов, газовиков и др. Разрабатываются технологии и оборудование для быстрого питания (школьные завтраки и др.).

Для обеспечения сбалансированного питания школьников различных возрастных групп с учетом медикобиологических требований разработаны рецептуры и технология производства быстрозамороженных плодоовощных блюд повышенной пищевой ценности. Особенность этих продуктов – наличие добавок целенаправленного действия, повышающих их питательную ценность, калорийность, с радиопротекторными и защитными свойствами, что особенно актуально в связи с неблагоприятной экологической обстановкой во многих регионах России.

Для изготовления этих блюд используют наиболее ценное плодово-ягодное сырье с большим содержанием биологически активных веществ (минеральные и пектиновые, белки, углеводы, витамины, пищевые волокна, антоцианы и др.). В качестве добавок применяют синтетические витамины, молочную сыворотку и концентрат сывороточного белка, пектин, морепродукты и др.

Особую группу составляют фруктово-ягодные десерты из черной смородины, клубники, малины, вишни, сливы, черноплодной рябины и др.; салаты на основе тыквы, яблок, зеленого горошка; вторые обеденные блюда (котлеты мясные с кабачками, сырники с морковью, баклажаны с мясом и с соей и др.). Эти блюда сбалансированы по основным компонентам химического состава и рекомендованы Институтом питания РАМН. Плодово-ягодные десерты сохраняют натуральные свойства и пищевую ценность сырья и добавок благодаря щадящей технологии и быстрому замораживанию как наиболее прогрессивному методу консервирования.

Полуфабрикаты фруктовых и овощных начинок представляют собой измельченную массу плодов сливы, тыквы, яблок и вишен без косточек, смешанных с пищевым загустителем и сахаром.

На долю замороженных изделий из картофеля в отдельных странах приходится 30 % потребления всех быстрозамороженных продуктов. Экономично замораживать свежий картофель, когда его состав наиболее полноценный, к тому же витамина С в таком случае сохраняется гораздо лучше, чем при других способах переработки и хранения.

Производство быстрозамороженных картофелепродуктов включает подготовку сырья, основное производство и утилизацию отходов.

Ассортимент изделий из картофеля достаточно разнообразен. Это и гарнирный картофель (обжаренный и необжаренный), картофельное пюре, картофельные котлеты, биточки, вареники, клецки и др.

Для получения качественного продукта гарнирный картофель замораживают в скороморозильных аппаратах при температуре -35...-40 °С в течение 6–12 мин до температуры в центре продукта -15 °С. В последующем температура по всей массе выравнивается, и продукт хранится при -18 °С в течение 6 мес.

Ассортимент картофелепродуктов, вырабатываемых за рубежом, разнообразен. Только в США выпускают около 2 млн т замороженных продуктов из картофеля нескольких десятков видов. Наибольшую долю в реализации составляет картофель, обжаренный по- французски, нарезанный столбиками (прямые или гофрированные) длиной от 25 до 50 мм, сечением 13 x 13 мм. Более длинные (76 мм и более) столбики картофеля – это отдельный товарный вид – шустринг. Кроме того, вырабатывают целые мелкие клубни, гладкие или гофрированные ломтики, кубики и др. с более и менее глубокой обжаркой. Отдельную группу составляют замороженные картофельные котлеты, оладьи, картофель бланшированный (необжаренный) и др.

Зеленый горошек занимает второе место после картофеля в мировом производстве замороженных продуктов. Его используют самостоятельно и в виде компонента замороженных смесей. В некоторых странах его доля составляет от 10 до 40 % всех замораживаемых овощей.

Сырьем для производства служат зерна зеленого горошка молочной спелости, которые сразу после уборки направляют на переработку. Транспортировку горошка без охлаждения можно производить только в том случае, если время от его обмолота до переработки не превышает 1 ч. Важная операция – ополаскивание горошка перед транспортировкой. После ополаскивания и снижения температуры до 7 °С (холодная вода, измельченный лед) количество микроорганизмов уменьшается на 50–80 % от первоначального. Перед замораживанием проводят сортировку по размеру и цвету, бланширование. После бланширования горошек быстро охлаждают в каскадных противоточных холодильных установках, а затем дополнительно путем орошения водой на перфорированном конвейере, на котором также контролируется качество продукта и отделяется избыточная вода. На следующем этапе горошек направляют на замораживание, которое наиболее эффективно проводить во флюидизационных аппаратах. Замороженный продукт разделяют на вибрационных или барабанных сортировочных машинах на несколько фракций и упаковывают каждую отдельно в контейнеры или мешки.

В некоторых странах стандартами разрешается добавлять в горошек натуральные или искусственные вкусовые вещества, глютамат натрия и другие разрешенные органами здравоохранения пряности (соль, лист мяты, подсластители и др.). Расширяется производство замороженного горошка и овощных продуктов с добавлением животного и растительного масла, майонеза, введением загустителей, ароматизаторов и других добавок. Такие продукты, упакованные в термосвариваемую пленку, предназначены для быстрого приготовления.

Замороженную стручковую фасоль выпускают различных видов: нарезанную на кусочки, целиком, в виде различных смесей, с вкусовыми добавками, в масляном соусе и др. Для производства этого продукта используют весь стручок с малоразвитыми или совсем неразвившимися семенами. Наличие сравнительно крупных зерен в стручках – дефект сырья. Технология замораживания аналогична замораживанию зеленого горошка.

Сахарную кукурузу, замороженную в зернах, выпускают без добавления других компонентов, а также в масляном соусе, с солью, пряностями, в смесях с бобами Лима (саккоташ) и др. Замораживают ее, как правило, во флюидизационных морозильных аппаратах.

Капусту белокочанную как самостоятельный продукт не замораживают, она входит в состав различных овощных смесей. Замораживают чаще всего капусту цветную, брокколи, брюссельскую, как в натуральном виде, так и с солью, пряностями, в соусах и др.

Морковь замораживают кубиками, а мелкую – целиком. В последнем случае необходим особо тщательный подбор сортов сырья. Замораживают ее как во флюидизационных, так и в туннельных морозильных аппаратах. Замороженная морковь пользуется большим спросом, значительное ее количество реализуется в смесях с зеленым горошком.

Томаты в натуральном виде обычно не замораживают. Но они могут входить в замороженные овощные смеси – гювеч и паприкаш (до 50 % целых зрелых томатов). Сырьем для замораживания служат зрелые томаты с гладкой поверхностью, плотной мякотью, довольно толстой, но достаточно упругой кожицей. Томаты сортируют по размеру, иногда по окраске (делят на 5 групп) и замораживают в туннельных морозильных аппаратах как целиком, так и нарезанными на ломтики, без сердцевины, очищенными и др.

Томат-паста, сгущенная в выпарной установке (полученная из перезревших плодов) и затем замороженная, – высококачественный продукт для приготовления кулинарных изделий.

Среди других овощей наиболее часто замораживают сладкий перец, лук, тыкву, шпинат, спаржу и др.

Овощные смеси готовят главным образом из замороженных овощей в охлаждаемых помещениях с температурой около 5 °С. Из приемных бункеров продукты в определенном соотношении поступают в барабанный смеситель, где они перемешиваются до получения требуемой смеси. Смесь поступает в бункер-накопитель, а из него в упаковочные автоматы. Смесь может содержать кабачки, горошек, нарезанную стручковую фасоль, брюссельскую капусту, кукурузное зерно, морковь, тыкву и др.

В связи с увеличением спроса мировой объем производства овощных смесей ежегодно растет, а их ассортимент расширяется. Из традиционных смесей можно отметить калифорнийскую, которая содержит 12 % бобов, по 22 % стручковой фасоли, зеленого горошка, репы и зерна кукурузы.

В смесь для тушения входит 55 % картофеля, 28 % моркови-каротели, 12 % лука и 5 % сельдерея.

Смесь саккоташ содержит 50 – 70 % кукурузы, а остальное количество составляют стручковая фасоль или бобы Лима. Во Франции приготавливают смеси из стручковой фасоли и зеленого горошка с грибами, кукурузой, томатами, перцем и др.

В группе плодов наибольшим спросом пользуются замороженные косточковые: вишня, черешня, абрикосы, персики, слива и др.; ягод – земляника, клубника, черника, черная и красная смородина и др. Плоды, предназначенные для замораживания, должны соответствовать определенным требованиям: быть зрелыми здоровыми, соответствующей окраски, свежими, чистыми, одного сорта, не пораженными болезнями и вредителями, без посторонних запаха и привкуса, механических повреждений.

Земляника занимает первое место в мире среди замороженных ягод; в некоторых странах замораживают более 50 % всего ее объема. Предназначенная для замораживания земляника должна иметь интенсивную окраску, характерный аромат, плотную мякоть. После сортировки по качеству (иногда и по размеру) ее в большинстве случаев направляют для замораживания во флюидизационный аппарат или же замораживают на нейлоновых ситах в ленточном морозильном аппарате. Сортировать по размеру ее лучше после замораживания и немедленно упаковывать в мешочки из синтетической пленки.

Земляника относится к тем продуктам, для которых скорость замораживания и размораживания – решающий фактор. Первая обусловливает консистенцию продукта, а вторая – потери сока после размораживания. Применение сверхбыстрого замораживания в жидком азоте позволяет снизить потери за счет вытекания сока до 6–8 %, в то время как потери при традиционном замораживании составляют 30 %.

Кроме натуральной замороженной земляники вырабатывают нарезанную землянику с сахаром, земляничное пюре с сахаром и др.

Аналогичным способом (с сахаром и без него) замораживают смородину, крыжовник, чернику, ежевику, малину и др.

Абрикосы и персики замораживают разрезанными пополам, без косточек. В предварительную обработку входит операция фиксции цвета, для чего плоды погружают в растворы антиокислителей (лимонная и аскорбиновая кислоты, диоксид серы и др.). При замораживании к плодам, как правило, добавляют сахар-песок (в соотношении 3:1) либо заливают их 35–50 %-ным сахарным раствором, чаще всего с добавлением лимонной или аскорбиновой кислоты не только в качестве антиокислителя, но и для улучшения вкуса.

Быстрозамороженные изделия из теста можно длительно хранить в замороженном состоянии и вырабатывать их в промышленных масштабах, снабжая население крупных городов, сельской местности, курортных зон, а также зрелищные мероприятия, независимо от места их нахождения по мере необходимости в любое время года через систему розничной торговли и общественного питания. Полуфабрикаты пресного слоеного теста готовят ускоренным или традиционным способом, формуют блоками (пластами) толщиной 8–10 мм и упаковывают в полиэтиленовую пленку.

Пирожки формуют из пресного слоеного теста с фруктовыми (вишневая, сливовая, яблочная) и овощными (тыквенная, капустная) начинками и выпекают до готовности.

Изделия из теста с начинкой упаковывают в полиэтиленовую пленку после замораживания, полуфабрикаты – до замораживания. Срок хранения этих продуктов при температуре -18 °С составляет: начинок – не более 12 мес; теста – не более 3 мес; пирожков со сливовой, вишневой, яблочной и тыквенной начинками – не более 6 мес; пирожков с начинками из свежей и квашеной белокочанной капусты – не более 2 мес.

Развитие производства быстрозамороженных продуктов позволит:

• значительно (до 30 %) сократить потери важнейших биологически ценных компонентов сельскохозяйственного сырья при длительном хранении;
• снизить потери пищевых продуктов в общественном питании и домашнем хозяйстве;
• высвободить часть работников, занятых неквалифицированным ирудом по сортировке и подготовке продуктов к реализации и потреблению;
• уменьшить затраты домашнего труда;
• создать запасы продуктов широкого ассортимента для равномерной реализации в крупных потребительских центрах в течение года.

14.4. СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШКА ПРОДУКТОВ

Сублимационная сушка основана на способности льда при определенных условиях испаряться, минуя жидкую фазу. Она имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными методами консервирования:

• исключается необходимость холодильного хранения, так как сухие продукты могут длительное время храниться при положительных температурах;
• значительно уменьшается масса продуктов после сушки, следовательно, снижаются расходы на погрузочно-разгрузочные работы и транспортировку;
• упрощается система реализации продуктов и удлиняются сроки их реализации;
• вкусовые качества продуктов изменяются незначительно.

Для протекания процесса сублимационной сушки необходимы два условия:

• наличие основной части влаги в продукте (не менее 70 %) в твердом агрегатном состоянии;
• поддержание достаточной разницы парциальных давлений паров воды в продукте и окружающей среде.

Сублимационная сушка возможна, когда давление паров окружающей среды ниже давления в тройной точке А. При этом лед, минуя жидкую фазу, превращается в пар, который ассимилируется окружающей средой или конденсируется на холодной поверхности испарителя.

В процессе сушки в зону парообразования непрерывно должна подводиться энергия в количестве, достаточном для компенсации теплоты фазового превращения, отнимаемой от продукта. Подвод теплоты в зону парообразования усложняется по мере продвижения этой зоны в глубь продукта. Образующийся слой подсохшего продукта оказывает сопротивление как переходу пара из зоны парообразования к поверхности продукта, так и передаче теплоты снаружи в зону парообразования.

Ассортимент продуктов, полученных способом сублимационной сушки, достаточно разнообразен и может быть подразделен на несколько групп:

• мясо и мясопродукты – говядина, баранина, свинина, мясо птицы и др. – перерабатываются в сыром виде, предварительно сваренными или приготовленными иными способами;
• молочные продукты: творог, молоко и др.;
• яйцепродукты: яичный белок, яичный желток, смесь белка и желтка;
• овощи: картофель, морковь, свекла, различные виды капусты, петрушка, зеленый горошек, кабачки, лук, грибы, овощные первые, вторые блюда и др. – как в сыром виде, так и предварительно сваренные;
• фрукты, ягоды и продукты их переработки: яблоки, абрикосы, персики, сливы, бананы, клубника, малина, фруктовое пюре, плодово-ягодные соки и др.;
• быстрорастворимые чай, кофе, пряности.

Технологический процесс получения сублимированных продуктов состоит из следующих основных операций:

• отбор и предварительная обработка сырья; замораживание;
• сублимационная сушка;
• упаковка высушенных продуктов.

Отбор и предварительная обработка сырья

Характер и количественное соотношение веществ, входящих в состав сухого остатка продукта, предопределяют условия его сушки и последующего хранения. Так, температура натуральных продуктов животного происхождения на стадии удаления остаточной влаги должна быть такой, чтобы в процессе сушки не происходили значительные денатурационные изменения белковых веществ. Возможность окисления жиров, некоторых витаминов и других компонентов пищевых продуктов определяет необходимость изоляции большинства сухих продуктов от воздуха в процессе хранения. Уровень содержания редуцирующих веществ в продуктах предопределяет количество воды, которое следует удалять в процессе сушки для предотвращения развития сахароаминных реакций при хранении сухого продукта. Необходимо также учитывать бактериальную обсемененность пищевых продуктов, поступающих на сублимационную сушку.

Таким образом, при подборе сырья и определении условий его предварительной обработки обращают внимание на следующие основные факторы:

• высокую биологическую ценность и оптимальные органолептические показатели продукта;
• максимальную степень сохранения структуры и исходного состояния составных компонентов продукта (белков, липидов, витаминов, пигментов, летучих веществ) при замораживании, сушке и последующем хранении;
• оптимальный размер и форму продукта;
• низкий уровень окисления липидной фракции;
• низкую бактериальную обсемененность.

Физико-химические, биохимические и структурно-механические свойства исходного сырья определяют качество и пищевую ценность высушенного продукта, а также особенности технологии его консервирования.

Особенности предварительной обработки поступающего на сублимационную сушку сырья определяются спецификой состава и свойств пищевых продуктов и сводятся в основном к тепловой обработке, нарезке, измельчению, введению добавок, а также биохимическим методам.

Замораживание

Процесс замораживания существенно влияет на качество продуктов, причем быстрое замораживание способствует максимальному сохранению исходных свойств большинства из них.

Пищевые продукты в зависимости от их свойств замораживают в специальных камерах при атмосферном давлении или Непосредственно в сублиматоре за счет интенсивного испарения части влаги в результате непрерывно возрастающего вакуума. В то же время вакуум-замораживание неприемлемо при сублимационной сушке сырого мяса и рыбы в кусках, фруктовых соков, пюре, некоторых видов ягод и фруктов, так как при этом существенно изменяются физико-химические и структурные свойства продукта.

При замораживании пастообразных продуктов (молоко, чай соки и др.) предусматривается последующее измельчение их в условиях отрицательных температур. Поэтому достаточно эффективно замораживание жидких материалов в распыленном состоянии с последующей сушкой замороженных гранул в тонком слое.

При замораживании продуктов в специальных скороморозильных камерах технологический процесс следует организовать так чтобы продукт перед началом сублимации не оттаивал.

Проведение сублимационной сушки

При проведении собственно сублимационной сушки для получения высококачественного продукта необходимо удалить 75–90% влаги при отрицательной температуре в центральной зоне продукта. Оставшаяся часть наиболее прочно связанной влаги удаляется при положительных температурах продукта. Допустимый уровень температуры продукта в период сублимации и удаления остаточной влаги определяются его свойствами и продолжительностью процесса сушки. Пищевые продукты достаточно высокого качества могут быть получены при умеренно низких температурах сублимации – от -10 до -30 °С. Так, при сушке большинства овощей достаточная температура сублимации -10 °С. При сушке ягодных и фруктовых соков вследствие высокого содержания в них сахара в зоне сублимации должна поддерживаться температура от -20 до -30 °С. Температура продуктов животного происхождения в период сублимации влаги должна быть выше -15...-20 °С. Длительность этого периода сушки составляет 50–60 % полного времени сушки, а количество удаляемой влаги– 40–50 %.

На стадии удаления остаточной влаги наиболее важные факторы, обеспечивающие высокое качество продукта, – продолжительность воздействия повышенной температуры и ее максимальное значение. Для каждого вида пищевых продуктов существует температурный предел устойчивости к нагреву. В границах этого температурного предела могут быть подобраны оптимальные соотношения температуры продукта и продолжительности нагрева, при которых длительность процесса сушки будет наименьшей при минимальных изменениях в продукте. Так, в зависимости от свойств продукта и продолжительности процесса сушки допустимый уровень температур материала в период удаления остаточной влаги находится в пределах 40–80 °С. Длительность этого периода составляет 30–40 %, а количество удаляемой влаги – 20–30 % общего ее количества.

Оценка пищевой ценности продуктов сублимационной сушки по органолептическим, физико-химическим показателям, степени переваримости и усвояемости показывает их незначительные отличия от исходных. При этом достаточно хорошо сохраняются полиненасыщенные жирные кислоты, незаменимые аминокислоты, витамины, минеральные вещества и другие важные показатели пищевой ценности продуктов. Сохраняются также присущий продуктам аромат и вкус. В то же время продукты сублимационной сушки имеют пористую структуру, поэтому обладают высокой абсорбционной способностью. Обезвоженные продукты животного и растительного происхождения интенсивно поглощают кислород из окружающей среды, причем особенно интенсивно в начальный период хранения. Абсорбция газообразного кислорода может привести к интенсивному развитию окислительных процессов, следствием чего является снижение органолептических показателей и пищевой ценности продуктов. Кроме того, продукты сублимационной сушки активно адсорбируют из окружающей среды влагу, что стимулирует развитие реакций потемнения, приводящих к снижению качества продукта в процессе хранения. Адсорбционную способность продукта можно уменьшить прессованием до его упаковывания. Процесс прессования необходимо проводить в условиях, исключающих контакт продукта с кислородом воздуха. Прессование высушенных продуктов позволяет также увеличить их объемную массу и коэффициент использования тары.

Упаковывание

Сублимированные продукты сразу после получения необходимо герметично упаковать. Упаковка должна изолировать продукт от кислорода воздуха и действия света, предотвращать сорбцию влаги высушенным продуктом из окружающей среды, защищать от механических повреждений, предохранять от потери естественного запаха и приобретения постороннего. Наиболее приемлема для этих целей тара из полимерных материалов, основными преимуществами которой являются относительно высокие барьерные свойства, небольшие масса и жесткость, хороший внешний вид и низкая стоимость. Оптимальным вариантом являются полимерные материалы на основе алюминиевой фольги, кашированной полимерными пленками. Продукты следует упаковывать сразу после сушки в условиях пониженного содержания кислорода и влаги.

Кислород из упаковки удаляют различными методами: физическими, химическими или биохимическими. Из физических методов в производственной практике наибольшее распространение получило однократное вакуумирование упаковки с последующим введением в нее азота. К достаточно эффективным химическим методам относится удаление кислорода из упаковки в результате реакции взаимодействия его с водородом, протекающей с участием катализатора, в качестве которого используется палладий. Можно также упаковывать продукты в специальных герметизированных камерах с инертным газом под управлением микропроцессора.

Общепризнанно, что в процессе сублимационной сушки происходят некоторые изменения свойств исходного сырья, но они минимальны по сравнению с изменениями при консервировании другими методами.