Виды холодильной обработки пищевых продуктов и факторы, влияющие на их качество

Содержание

Введение
1. Виды холодильной обработки и факторы, влияющие на качество
1.1 Охлаждение
1.2 Замораживание
1.3 Подмораживание
1.4 Хранение
Выводы
Заключение
Список использованной литературы

Виды холодильной обработки пищевых продуктов и факторы, влияющие на их качество

Способ, условия и технические свойства замораживания определяют исходя из вида, состава, свойств, формы и размеров продукта. Так, в зависимости от состояния мяса применяют одно или двухфазное замораживание. Парное мясо, поступающее непосредственно после первичной переработки, замораживают однофазным способом.
Считается, что изменение свойств биологических объектов при замораживании обусловлено главным образом процессами кристаллизации воды. Кристаллизация приводит к конформации макромолекулы белков, изменению липопротеидов, нарушению мембранных систем клетки, механическому повреждению морфологических элементов тканей и перераспределению между ними воды. Замороженными считаются продукты, в которых примерно 85 % влаги превращено в лед2.
Известно, что образование крупных кристаллов льда примедленном замораживании ведет к более серьезным изменениям, чем образование мелких кристаллов при быстром или сверхбыстром замораживании.
Изменение мышечной ткани от свежего мяса до медленно и быстро замороженного мяса можно видеть на схематических рисунках3 (под микроскопом).
При быстром замораживании выделение влаги происходит очень неполно, и большая часть жидкости оказывается замороженной на том же месте, где она находится в свежей ткани. Выход воды имеет место при более медленном замораживании.
М - мышечные волокна; ОБ – их оболочка; Я – клеточные ядра; П – протоплазма; С – соединительная ткань.
Рисунок 1 – Схематический вид свежего мяса
ОБ – оболочка волокон; П – протоплазма; К – кристаллы льда
Рисунок 2 – Схематический вид медленно замороженного мяса
Рисунок 3 – Схематический вид быстро замороженного мяса
После прекращения жизни биологического объекта в его тканях происходит сложный комплекс изменений под воздействием ферментов - автолиз. Замороживание приводит к изменению физико-химических и морфологических свойств, а также гибели микроорганизмов. Особенности изменения при замораживании определяются фазовым переходом воды в лед и повышением концентрации веществ, растворенных в жидкой фазе. В отличие от чистой воды температура начала замерзания (т.е. криоскопическая точка) такого раствора должна быть ниже 0 0С, что соответствует его ионной молекулярной концентрации. Сок в тканях начинает замерзать при температуре -0,6 …1,2 0С4. При температуре замерзания в водном растворе начинается кристаллизация воды, и по мере вымораживания воды остаточная концентрация раствора возрастает и температура замерзания еще больше понижается. Понижение температуры замерзания растворов происходит в соответствии с законом Рауля, согласно которому снижение температуры замерзания жидких растворов по отношению к чистой воде пропорционально концентрации растворенного в ней вещества.
Ввиду того, что замерзание сопровождается уменьшением количества воды в растворе, концентрация остаточного раствора постоянно растет, пока не достигнет концентрации самой низкой температурной точки - так называемой эвтектической точки замерзания. Эвтектическая точка мышечной ткани лежит в интервале -59…-64 0С. У продуктов, обладающих тканевой структурой, содержание растворенных веществ во влаге межклеточного пространства обычно ниже, чем в клеточной влаге. В связи с этим при замораживании кристаллики льда начинают образовываться в межклеточном пространстве и концентрация раствора в межклеточном пространстве возрастает. Если замораживание происходит медленно, то благодаря разнице концентраций внутри и вне клеток вода из клеток частично диффундирует в межклеточное пространство. Поскольку размеры образовавшихся в межклеточном пространстве кристалликов льда увеличиваются за счет уменьшения массовой доли влаги, клетки высыхают.
Этому способствует также то, что во время замерзания объем воды увеличивается примерно на 10 % и образовавшиеся в межклеточном пространстве кристаллики оказывают на клетки механическое давление.
Во время быстрого замораживания кристаллизация также начинается в межклеточном пространстве, но отвод теплоты совершается быстрее, чем диффузия влаги из клеток. И прежде чем начинается диффузия молекул воды через стенки клеток, происходит замерзание внутри клеток. Именно поэтому из медленнозамороженных животных тканей после их оттаивания уходит много клеточной влаги. При быстром замораживании потери капиллярной влаги минимальны. Большая часть потерь сока происходит не из-за механического разрушения клеток, а из-за диффузии клеточной влаги в межклеточное пространство при медленном замораживании клеток.
При быстром замораживании наиболее существенно, чтобы температура продукта как можно быстрее проходила через область так называемого максимального кристаллообразования (-1…-5 0С), когда вымерзает основная часть имеющейся воды. Средняя скорость при быстром замораживании составляет 5…20 см/ч, при умеренно быстром замораживании -1…-5, при медленном замораживании -0,1…- 0,2 см/ч.
В пищевых продуктах образование льда начинается при температурах ниже температуры замерзания их растворов , величины которых для одного вида продукта меняются в широких пределах5.
Количество вымороженной воды представляют как долю от общей массы ее в продукте. Так как в воде пищевых продуктов растворены различные минеральные и органические вещества, то понижение температуры при определенных условиях сопровождается изменением концентрации раствора.
В простейшем случае (для двухкомпонентного раствора) зависимость концентрации С от температуры замерзающего раствора в области I (рис. 4) соответствует однородному жидкому раствору.
I - раствор; II – чистый лед; III – растворенное вещество
Рисунок 4 – Диаграмма состояния при замерзании двухкомпонентного раствора. Связь между концентрацией С и температурой
Если начальная концентрация раствора С. Соответствующая начальной меньше эвтектической Сэ, то отвод теплоты вызывает понижение температуры раствора, образование чистого льда (область II и увеличение концентрации остаточного незамерзшего раствора, пока не будут достигнуты эвтектическая температура ‚и соответствующая ей концентрация Сэ. При этой температуре и концентрации эвтектический раствор отвердевает изотермически без разделения растворителя и растворенного вещества.
Таким образом, из диаграммы видно, что процесс льдообразования в пищевых продуктах с понижением температуры можно представить как плавный непрерывный процесс повышения концентрации остаточного незамороженного раствора и понижения его температуры замерзания.
Если начальная концентрация раствора больше эвтектической, что в натуральных пищевых продуктах не встречается (правая ветвь кривой), то отвод теплоты и понижение температуры вызывают кристаллизацию растворенного вещества (область III) и уменьшение концентрации раствора, пока не будет достигнута эвтектическая точка.
Как отмечалось выше, вода в лед полностью не превращается даже при эвтектической температуре. Объясняется это присутствием в пищевых продуктах связанной воды, отличающейся по свойствам от чистой воды. Если не считать небольшого количества воды, удерживаемой механически, то вся вода в пищевых продуктах является связанной. Прочно связанная вода характеризуется большой теплотой испарения и не замерзает даже при низких температурах, так как энергия ее связи составляет от 80 до 155 кДж/кг. Так, при температуре минус 100 °С и ниже в пищевых продуктах не замерзает от 5 до 13 % воды6.
Это обстоятельство не учитывается в расчетных формулах, полученных на основании закона Рауля и поэтому опытные и расчетные значения различаются на 7… 10 %, причем наибольшее различие приходится на область низких температур, поскольку прочно связанная вода составляет основную долю всей невымороженной воды.
Зависимость доли вымороженной воды от температуры t представлена на диаграмме рисунка 57.
Рисунок 5 – Зависимость доли вымороженной воды от температуры t
Вода – основной компонент сырья и готовых пищевых продуктов. Содержание воды колеблется в широких пределах: в растительных продуктах – от 80…95 %, в животных продуктах – от 50 % для жирной свинины до 78 % для говядины.
Наиболее совершенной классификацией форм связи влаги в пищевых продуктах признана классификация Ребиндера. Она построена на приближенной оценке энергии связи с материалом. Согласно этой теории связь воды в пищевых продуктах подразделена на три группы: химическую, физико-химическую и механическую. Каждая форма связи характеризуется ее природой, условиями образования и нарушения. Наиболее прочной является химическая связь. При нарушении этой связи наблюдаются значительные изменения вещества.
Для продуктов растительного происхождения содержание прочно связанной воды на единицу массы сухого вещества (кг/кг) составляет b = 0.08…0,352 кг/кг; животного происхождения b = 0,257…0,280 кг/кг. Для отдельных продуктов значения b представлены в таблице ниже.
Таблица 2 - Содержание прочно связанной воды на единицу массы сухого вещества некоторых продуктов (кг/кг)
Продукт
Wн, доли единицы
, 0С
, кг/кг
Мясо говядины
0,74…0,77
-1,00
0,258
Пикша
0,836
-0,83
0,270
Треска
0,803
-0,91
0,278
Морской окунь
0,791
-0,83
0,280
Меланж куриных яиц
0,745
-0,47
0,225
Яичный белок
0,864
-0,45
0,275
Мойва
0,632
-1,2
0,158
Паста «Океан» из криля
0,736
-1,55
0,279
Дрожжи
0,720
-1,37
0,167
Картофель
0,746
-0,50
0,341
0,810
-0,63
0,352
Зеленый горошек
0,760
-1,74
0,080
Шпинат
0,800