Классификация методов холодильной обработки

Способ консервирования холодом основан на том, что при понижении температуры снижается воздействие на продукт двух факторов, вызывающих его порчу.

Ø Жизнедеятельность микроорганизмов

Ø Скорость химических реакций

В результате снижения температуры в биологических объектах, коими являются и пищевые продукты, замедляются реакции

a) естественно протекающие под влиянием тканевых ферментов (аутолиз мяса, дыхание и созревание плодов и овощей и др.)

b) вызываемые ферментами микроорганизмов (например нарастание кислотности молока под воздействием ферментов молочнокислых бактерий)

Практически все продукты, влажность которых превышает 12-15% нуждаются в холоде на всех этапах от момента сбора или заготовки сырья до момента потребления готовой продукции. Температурный режим холодильной обработки устанавливается в зависимости от свойств продуктов, сезонности их получения, требуемой продолжительности хранения, назначения продукции.

Холодильная обработка применяется и как самостоятельный способ консервирования и как необходимое условие сохранения качества продуктов при других способах консервирования.

Все процессы холодильной обработки подразделяются на две группы:

I. Основные (Охлаждение, переохлаждение, подмораживание, замораживание, размораживание, отепление, хранение, транспортирование)

II. Производные – те, в которых холод используется в качестве основы для переработки, изменения формы, вида и свойств пищевых продуктов.

При классификации основных методов холодильной обработки используются такие понятия температур:

Ø Криоскопическая температура

Ø Эвтектическая температура

Криоскопическая температура – это температура соответствующая началу образования кристаллов льда в жидкой фазе пищевых продуктов

Эвтеклическая температура – это температура, соответствующая окончанию льдообразования находящейся в продукте в свободном состоянии или в слабо связанном состоянии воды.

Основные процессы – это обязательные условия, без которых невозможно обеспечить население пищевым рауионом.

По теплофизическим принципам они делятся на 3 группы:

1. Процессы, в которых теплота отводится от продуктов и их температура понижается:

Ø Охлаждение, т.е. обработка при температуре выше криоскопической. Процесс способствует сохранению внешнего вида и состояния продукта.

Ø Замораживание – т.е. обработка при температурах ниже криоскопической. Процесс переводит продукт в состояние, в котором он может сохраняться длительное время.

Ø Переохлаждение и подмораживание – занимают промежуточное положение между охлаждением и замораживанием. Температура продуктов ниже криоскопической, но не более чем на 1,5 – 2 ºС.

2. Процессы, в которых стремятся к поддержанию постоянной температуры продукта. Сюда относят хранение при заданных температурах и транспортирование.

3. Процессы, в которых тепло подводится к продуктам с целью повышения их температуры и восстановления первоначального состояния. Сюда относятся:

Ø Размораживание – процесс, обратный замораживанию

Ø Отепление – процесс обратный охлаждению

Ø Сублимационная сушка (лиофильная, молекулярная сушка) – в этом процессе испарение влаги (её возгонка) осуществляется в области эвтеклических (криогидратных) температур. Пищевые продукты сохраняют практически все свои свойства. Удаляется только влага. Первоначальное качество может сохраняться в течении ряда лет и продукт способен быстро восстанавливаться (сухие закваски; биопрепараты; кофе растворимый гранулированный; космическая пища и т.д.)

Ø Холодная сушка – протекает при низких положительных температурах.

Другие методы обработки с применением холода:

Криоконцентрирование – осуществляется в области криоскопических температур. Обеспечивают обезвоживание жидких продуктов (соки, экстракты) за счет превращения в лед части воды и последующего разделения компонентов.

Криоизмельчение ( в области температур от -50 до -190 ºС) Продукт при этом переходит в хрупкое состояние и может быть измельчен до любого заданного размера (до сотых долей мм)

Криоразделение осуществляется при температуре ниже криоскопической. Таким образом можно разделять частицы различных размеров, слипающиеся при положительных температурах.

Классификация продуктов в зависимости от видов в холодильной обработке:

В зависимости от термического состояния, пищевые продукты и сырьё разделяют на следующие виды:

Ø Парное – мясо, полученное непосредственно после убоя животных, имеющее температуру не ниже +25ºС. Молоко – после выдаивания.

Ø Остывший – снижение температуры произошло за счет естественного теплообмена с окружающей средой. t=+17ºC. (Мясо с t=+12ºC имеет корочку подсыхания)

Ø Охлажденный – температура в центре продукта составляет от 0 до +4ºС

Ø Переохлаждённый – температура ниже криоскопической на 1,5-2ºС без выделения льда.

Ø Подмороженный – температура ниже криоскопической с частичным выделением льда

Ø Замороженный – температура продукта ниже -8ºС

Ø Размороженный – подверженный нагреву до температуры выше криоскопической с одновременной декристаллизацией содержащегося в пищевом продукте льда.

Ø Отепленный – продукт подвергнутый нагреву до температуры выше температуры окружающей среды

Сроки хранения продуктов при каждом из видов холодильной обработки различны:

Остывание – несколько часов

Охлаждение – несколько дней

Подмораживание – несколько недель

Замораживание – несколько месяцев или даже лет

Размораживание и отепление – перерабатывается как можно быстрее.

Обратимость процессов холодильной обработки

В холодильной технологии под термином «обратимость» понимают восстановление первоначальных свойств продукта после холодильной обработки.

Охлаждение до криоскопической температуры замедляет, но не исключает полностью протекание биохимических и микроскопических процессов, вызывающих изменение качества продуктов и их порчу и, как правило, не губительных для большинства клеток и тканей, т.е. эти процессы, в общем случае, биологически и технологически обратимы и продукты не отличаются от свежих.

Понижение температуры, сопровождающееся льдообразованием имеет более существенные последствия; изменяется структура белковых коллоидов, возможна денатурация белковой молекулы, снижается её гидрофильность; изменяется характер распределения влаги в продукте; происходит ряд других изменений, ощущаемых органолептически или определяемых более глубокими исследованиями. Таким образом, происходит нарушение обратимости процессов.

Степень этих изменений зависит от способа замораживания пищевого продукта; продолжительности воздействия низких температур; свойств самого продукта и других факторов.

Например, после непродолжительного хранения репчатого лука при t = -3 ºC его первоначальные свойства хорошо восстанавливаются. А цитрусовые и бананы существенно изменяются если температура будет ниже криоскопической.

В ряде случаев после понижения температуры в продукте образуются своеобразные радикалы, способные легко вступать в реакции. Поэтому после размораживания таких продуктов усиливается ферментативная деятельность в мясе, рыбе, овощах, плодах.

Тем не менее, в целях длительного хранения пищевых продуктов их приходится замораживать, хотя и с некоторым ущербом безупречному сохранению пищевых достоинств. В интересах обеспечения технологической обратимости общим правилом считается полноценность быстрого понижения температуры при охлаждении и замораживании.

Для обратного процесса – повышения температуры продукта после холодильного хранения – общих правил нет.

Влияют факторы:

Ø Исходные свойства пищевых продуктов

Ø Изменения, произошедшие в них при понижении температуры и хранении

Ø Очень важно какие операции последуют после повышения температуры и размораживания пищевых продуктов.

Принцип консервирования пищевых продуктов

Консервирование пищевых продуктов преследует цель сохранения их в течение возможно длительного срока при наименьших потерях наибольшей вкусовой и питательной ценности. Все применяемые при этом методы сводятся в предохранению продуктов от микробиологических воздействий.

Способы хранения пищевых продуктов можно разбить на следующие группы:

Ø Поддержание жизненных процессов в продуктах путем использования их естественной способности сопротивляться действию микроорганизмов (принцип биоза – поддержание жизни);

Ø Подавление жизнедеятельности микроорганизмов с помощью физических и химических факторов (принцип анабиоза – подавление жизни);

Ø Изменение вида микрофлоры путем создания условий, благоприятных для развития полезных микробов, неблагоприятных – для вредных (принцип ценоабиоза);

Ø Консервирование пищевых продуктов, основанное на полном прекращении в них жизненных процессов. Оно осуществляется путем воздействия некоторых физических и химических факторов – стерилизацией высокими температурами, лучистой энергией, применением консервантов, или механическим отделением микроорганизмов от продуктов, например, фильтрованием жидкостей через бактериальные фильтры (принцип абиоза). На первом принципе – принципе биоза – основано поддержание жизненного процесса в рыбе во время ее транспортировки и в аквариумах в торговой сети.

Естественным иммунитетом по отношению к микробам обладают свежие плоды, ягоды, овощи. Увеличить их стойкость при хранении можно, создав условия, регулирующие процесс их дыхания и в то же время неблагоприятные для развития микробов.

Второй принцип – принцип анабиоза – положен в основу многих методов консервирования. К ним в частности, относится высушивание – древнейший способ консервирования фруктов, ягод, овощей, грибов, рыбы, мяса. Сохранение сушеных продуктов объясняется тем, что микроорганизмы не находят необходи­мого для своего развития количества воды. .Минимум содержа­ния влаги в продуктах, при котором возможно развитие бакте­рий, равен примерно25—30%, плесневых грибков —10—15%. Высушивание не убивает микроорганизмов, а лишь подавляет их жизнедеятельность.

Посол — наиболее распространенный способ консервирова­ния. При растворении соли в соках продукта создается высокое осмотическое давление. К повышению этого давления весьма чувствительны наиболее активные гнилостные бактерии, рост большинства их превращается при концентрации соли 10—15%. Активность этих бактерий подавляется и при более низких кон­центрациях раствора соли.

Консервирование продуктов сахаром основано также на угне­тающем действии высокого осмотического давления на разви­тие микроорганизмов. Концентрация сахара около 70% сильно подавляет жизнедеятельность микробов.

Маринады — это продукты, консервированные раствором уксусной кислоты или натуральным плодоягодным уксусом с добавлением соли, сахара и различных специй. Приготовление различных маринадов основано на том, что большинство гни­лостных микроорганизмов не может развиваться в кислой среде.

Углекислый газ применяется в настоящее время главным образом при хранении продуктов, в которых протекают процес­сы дыхании. В основе метода лежит подавление им развития микроорганизмов. Кроме того, углекислый газ задерживает жиз­ненные процессы в таких продуктах, как плоды и овощи.

Консервирование холодом основано на действии низких тем­ператур на скорость химических реакции вообще и биохимиче­ских— в частности. Холод замедляет реакции, протекающие в продуктах под действием ферментов и вызываемые развитием микроорганизмов.

Различают две формы хранения с помощью холода: в охлаж­денном состоянии и в замороженном. В первом случае действен­ным фактором является только низкая температура; во втором, кроме того, — переход воды в твердое состояние, т. е. обезвожи­вание продукта. Отсутствие воды препятствует питанию микро­организмов и биохимическим реакциям. Таким образом, замора­живание продуктов в некотором отношении имеет много общего с высушиванием.

К методам, основанным на принципе ценоанабиоза, могут быть отнесены квашение и приготовление кисломолочных про­дуктов.

При квашении молочнокислые бактерии, сбраживая сахара, имеющиеся в продукте, образуют молочную кислоту, действую­щую как консервант. Гнилостные и другие вредные бактерии легкоподавляются накапливающейся при квашенин кислотой. При приготовлении кисломолочных продуктов создаются благо­приятные условия для молочнокислого брожения, предотвращаю­щие гнилостное брожение.

Методами, основанными на принципе абиоза, являются: сте­рилизация и пастеризация, фильтрование и применение различ­ных плазматических ядов.

Стерилизация и пастеризация — это консервирование дейст­вием высоких температур. При стерилизации уничтожаются ве­гетативные формы микроорганизмов и их споры. Стерилизация в полном смысле этого слова предполагает абсолютное обеспло­живание, уничтожение всех без исключения микроорганизмов и их спор. Такую стерилизацию применяют, например, при обра­ботке хирургических инструментов и лабораторной посуды, из­готовлении микробиологических питательных сред.

Для консервирования пищевых продуктов подобная стерили­зация практически неприменима, так как очень высокие темпе­ратуры и слишком длительный обогрев снижают пищевую цен­ность консервов, вызывая разложение некоторых составных ве­ществ их и нарушение структуры ткани. Продукт разваривается, вкус и питательность его понижаются. В практике применяют температуры от 100 до 122°С и условно называют этот метод обработки стерилизацией, хотя в некоторых случаях и не дости­гается полное обеспложивание продукта. На применении стери­лизации основано производство баночных консервов.

С помощью пастеризации консервируют молоко, плодовые соки, вина и другие продукты. Пастеризация, основанная на действии температур ниже 100°С, применяется для продуктов, представляющих среду, неблагоприятную для развития термо­стойких бактерий. Различают медленную пастеризацию — выдер­живание продукта при 63—65° С в течение 30 минут И быст­рую— моментальное действие температуры выше 85'С.

Фильтрование в целях консервирования нашло применение для предохранения от порчи некоторых жидких продуктов. К фильтрам, задерживающим микроорганизмы, относятся спе­циальные пористые свечи и асбестовые фильтры. Следует, одна­ко, указать, что фильтрование не всегда гарантирует стериль­ность продукта, так как некоторые бактерии имеют ультра ми­кроскопические формы, проходящие сквозь поры фильтров.

Консервирующее действие антисептических веществ (салици­ловой, бензойной, борной, сернистой кислот и их солей) основа­но на отравлении микроорганизмов. Вследствие ядовитости кон­сервантов они могут потребляться лишь в малых, строго ограни­ченных дозах.

Копчение — наиболее старый способ применены антисепти­чески действующих веществ для сохранения пищевых продуктов. При этом продукт пропитывается летучими химическими соеди­нениями (фенолами, формальдегидом и другими) и теряет неко­торое количество воды.