double arrow

Изменение свойств картофеля при замораживании. Преимущества и режимы быстрого замораживания картофелепродуктов

Интенсивность и характер изменений продуктов при замораживании зависят от условий и параметров процесса, а также от 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.

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 замораживания 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 −6С, а их рост и размножение полностью исключается при температуре −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 с целью достижения 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 их 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 па прилегающих клеточных стенках. Эта вода и превращается в первые микроскопические кристаллики льда, которые распространяются между клетками, 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 благи, содержащейся в клетках, что объясняется разницей в давлении пара на поверхности разных кристаллов.

При понижении температуры в клетках сначала наступает состояние переохлаждения, а затем в них 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 и пищевых продуктов различна, а температура ниже этой границы или механическое встряхивание приводит 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 уроне.

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, что объясняется наличием крупных межклетников и большим содержанием свободной воды.

К картофелю, предназначенному для быстрого замораживания, предъявля­ются следующие требования: полностью созревшие, здоровые клубни, одинако-i ого размера, с мелкими глазками, с ровной поверхностью клубней. Картофель лрактеризуется большой плотностью (насыпной массой), высоким содержанием \ хих веществ, в частности крахмала, невысоким содержанием редуцирующих ларов, хорошей структурой, отсутствием склонности к изменению цвета. Чем выше плотность, содержание крахмала и сухих веществ вообще, тем пыше качество картофеля при других равных условиях. Высокое содержание " дуцирующих Сахаров, особенно при изготовлении быстрозамороженных обжа-ринных картофельных долек (pommes frites), с одной стороны, приводит к пло­хой структуре, с другой стороны, вызывает побурение долек (реакция Майяра). Истому картофель, содержащий более 2% редуцирующих Сахаров, непригоден i.'iя переработки. Из венгерских сортов картофеля для быстрого замораживания пригодны рта Кишвардайская роза, Золотое яблоко, Амсель, Гюльбаба, Первио снек, икаерла, Дезире. Кишвардайская роза — высокоурожайный сорт с низким или средним со­держанием крахмала. Клубни крупные, кожица розового цвета, форма — удли­ненный овал. М

Морозильное оборудованиие

Для холодильной обработки пищевых продуктов предназначено холодильное оборудование, которое в наибольшей степени отвечает современным производственным и технологическим требованиям.Способы замораживания пищевых продуктов в зависимости от характера контакта с хладагентами можно разделить на следующие основные группы:
- воздушное замораживание;
- с использованием других охлаждающих средств.
Холодильное оборудование первой группы делится на холодильные камеры (или туннели), конвейерные холодильные аппараты (с ленточным или спиральным конвейером) и флюидизационные (с псевдоожиженным слоем замораживаемого продукта).

Воздушное замораживание

Большое распространение получило холодильное оборудование, в котором продукт замораживается с помощью воздуха (воздушные морозильные аппараты). Продукты размещают в охлаждаемом объеме так, чтобы они обдувались циркулирующим потоком воздуха. Циркуляция воздуха в холодильной камере обеспечивается вентиляторами воздухоохладителя.
Воздушные морозильные аппараты периодического действия работают циклами, с загрузкой и разгрузкой замораживаемого продукта вручную. К ним относятся холодильные камеры и туннели.
Существуют и более сложные модели воздушного холодильного оборудования непрерывного действия. Их используют для замораживания большого объема продуктов в течение длительного времени.
В воздушных морозильных аппаратах применяют различные схемы движения воздуха и замораживаемого продукта. Обычно используют горизонтальную подачу воздуха на продукт, но в ряде случаев применяют вертикальную, чтобы создать одинаковые условия для обдува продукта.В холодильном оборудовании непрерывного действия потоки воздуха и направление перемещения продуктов могут быть параллельными, встречными или перекрестными. Две последние конфигурации чаще применяются в тех случаях, когда нагрев охлаждающего воздуха должен быть минимальным.
Способ размещения продукта и его подачи относительно воздушного потока зависит от их размера, формы и упаковки. Могут использоваться поддоны, люльки, тележки, крюки, конвейеры и т.п.
В воздушных морозильных аппаратах можно замораживать продукты различного типа, размера, формы и в разнообразной упаковке.
Основные достоинства такого морозильного оборудования заключаются в их простоте и гибкости, а также в том, что воздух - естественная для продуктов среда. Их недостатком является необходимость использования мощных вентиляторов, поскольку воздух имеет небольшую теплоемкость.Кроме того, воздух поглощает влагу, испаряющуюся с поверхности продукта, что приводит к существенной потере массы замораживаемых неупакованных продуктов; также возможна деформация упакованных продуктов.
Важной проблемой воздушного холодильного оборудования является необходимость периодического размораживания испарителей. Этот процесс не только снижает производительность оборудования, но и создает опасность роста микрофлоры.
Новое решение проблемы отложения льда в холодильных установках воздушного типа предложила фирма Munters (Швеция). Фирмой создана система сорбционного типа для осушения воздуха, подаваемого в морозильную установку.
Как показала практика, использование сухого воздуха позволяет в 2-4 раза увеличить период работы морозильной установки до размораживания, что существенно повышает ее рентабельность.
Кроме того, подача сухого воздуха в холодильную установку создает в ней повышенное давление, препятствующее поступлению наружного влажного воздуха. Применение системы, осушающей воздух, эффективно и при размораживании холодильного оборудования, поскольку сухой воздух ускоряет высыхание поверхностей испарителей.

Морозильные камеры с естественным движением воздуха

Этот вид холодильного оборудования (морозильная камера) представляет собой теплоизолированное охлаждаемое помещение, оборудованное охлаждающими батареями (испарителями без вентиляторов).
Морозильные камеры обычно используют для замораживания продуктов крупных размеров, когда интенсивность замораживания ограничивается толщиной продукта.Продукт подвешивают или укладывают в виде штабеля на полу или полках стеллажа холодильной камеры. Воздух циркулирует над продуктом с минимальной скоростью.К достоинствам морозильных холодильных камер с естественным движением воздуха относятся: универсальность; простота конструкции; небольшая интенсивность испарения влаги с поверхности; относительно небольшое потребление энергии.Вместе с тем следует отметить и ряд недостатков таких холодильных камер: скорость замораживания минимальна, присутствует нежелательная неоднородность поля температур по объему камеры, требуются значительные затраты ручного труда.
Морозильные камеры и туннели с интенсивным движением воздуха

Морозильные холодильные камеры и туннели обычно используют для замораживания продуктов крупного и среднего размеров любой формы. Продукт размещают на полках тележек или подвешивают таким образом, чтобы он равномерно обдувался воздухом.
В состав холодильного оборудования входят воздухоохладители с принудительным движением воздуха.
В туннельных морозильных аппаратах непрерывного действия обычно предусматривают конвейерную систему, обеспечивающую перемещение продукта по туннелю, его автоматическую загрузку и разгрузку. При туннельной заморозке воздух подается только в охлаждаемый объем, в котором движется продукт.Для удобства заморозки продуктов загрузка большинства туннельных морозильных аппаратов непрерывного действия ограничивается продуктами одинакового размера и формы. Однако если в этом туннеле использовать лотки разных размеров, то возможно одновременное замораживание продуктов разных размеров.
В морозильной камере с интенсивным движением воздуха проще обеспечить равномерное распределение воздушного потока в объеме, где находится замораживаемый продукт.Конвейерные морозильные аппаратыВ конвейерных морозильных аппаратах продукты укладывают непосредственно на ленту конвейера или в металлические формы, и они перемещаются в охлаждаемом объеме с помощью конвейеров различного типа: цепного, лоткового, ленточного и др., непрерывно или циклически.Наиболее широко распространены аппараты с непрерывно движущимся конвейером (ленточным, цепным и др.), так как они позволяют замораживать продукты различной формы, в упаковке и без нее, непрерывно и в автоматическом режиме. Скорость движения непрерывно работающего конвейера регулируется в зависимости от вида и размера продукта.Имеются морозильные аппараты с несколькими конвейерами, расположенными друг над другом. Продукт поступает на верхний конвейер, затем переводится на расположенный ниже конвейер, движущийся в обратном направлении, и т. д. Достоинствами таких конвейерных аппаратов являются: гибкость в работе, компактность, высокий уровень автоматизации.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: