3. Виды холодильной обработки пищевых продуктов

Охлаждение

Охлажденным считается продукт, в толще которого поддержи­вается температура от 0 до 4 °С. Основная задача охлаждения заключается в создании небла­гоприятных условий для развития микробиальных и фермента­тивных процессов в пищевых продуктах. Цель охлаждения — со­хранение первоначального качества продукта в течение опреде­ленного времени.

Для многих продуктов, особенно растительного происхожде­ния, являющихся живыми организмами, выбор конечной темпе­ратуры охлаждения, при которой они будут храниться, имеет боль­шое значение. Повышение или понижение температуры хранения на несколько градусов по сравнению с оптимальной приводит к преждевременной порче продуктов. Каждый способ охлаждения оценивают по совокупности признаков, среди которых первосте­пенное значение имеют качество получаемого продукта и эконо­мичность способа охлаждения.

Способы охлаждения пищевых продуктов можно подразделить на три основные группы: в контакте с воздухом, в контакте с жидкостью (или тающим льдом, снегом), в контакте с инертными газами. Эти способы различаются по величине коэффициентов теплоотдачи на поверхности охлаждаемого продукта.

Пищевые продукты чаще всего охлаждают в воздухе, несмотря на то, что коэффициент теплоотдачи в нем самый малый.

Когда указывают режимы охлаждения в воздухе, то называют обычно его температуру, среднюю скорость движения и относи­тельную влажность.

Поле относительной влажности воздуха в камерах охлаждения, так же как и в камерах замораживания, очень неравномерно. Если поверхность охлаждаемого тела влажная, то воздух около нее нахо­дится в состоянии насыщения при температуре тела, а у повер­хности охлаждающих приборов — при температуре их теплообменной поверхности. Поскольку эти две поверхности имеют раз­ную температуру, неодинаково и влагосодержание воздуха около них. Все это приводит к испарению влаги с поверхности продукта и кон­денсации ее из воздуха на поверхности охлаждающих приборов. По мере увеличения скорости движения воздуха в камере уменьшается неравномерность поля относительной влажности и температуры.

Деление способов охлаждения пищевых продуктов на три ос­новные группы не исключает многообразия вариантов режимов охлаждения в пределах каждой группы.

При охлаждении любым способом преследуют две цели:

охлаждение продукта сразу после производства;

интенсивное охлаждение.

На скорость охлаждения продукта влияет ряд факторов: его размеры; величина поверхности; масса; удельная теплоемкость; начальная и конечная температуры и многое другое.

Замораживание

К замораживанию пищевых продуктов прибегают для дости­жения следующих целей:

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

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

- при сублимационной сушке;

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

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

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

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

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

твердостью — результат превращения воды в лед;

яркостью окраски — результат оптических эффектов, вызыва­емых кристаллизацией льда;

уменьшением удельного веса — следствие расширения воды при замораживании;

изменением термодинамических характеристик (теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность).

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

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

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

Подмораживание (переохлаждение)

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

Существуют два основных способа подмораживания продуктов:

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

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

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

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

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

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