Шоковая заморозка продуктов питания

Производство быстрозамороженных продуктов – это первый шаг к рациональной организации питания, к его оздоровлению, к переводу общественного питания на индустриальную основу.

Технология, процесс заморозки

В процессе замораживания можно выделить три диапазона температур в центре продукта от +20 до 0 °С, от 0 до -5 °С и от -5 до -18 °С (см. рис. 1, график 1).

На первом этапе происходит охлаждение продукта от +20 до 0 °С. Снижение температуры продукта здесь идет пропорционально количеству работы по отбору тепла.

На втором этапе происходит переход из жидкой фазы в твердую при температурах от 0 до -5 °С. Работа по отбору тепла у продукта весьма значительна, однако температура продукта практически не снижается, а происходит кристаллизация примерно 70% жидких фракций продукта, которую назовем подмораживанием.

На третьем этапе происходит домораживание при температурах продукта от -5 до -18 °С. Снижение температуры опять идет пропорционально выполняемой холодильной машиной работы.

Традиционная технология замораживания, реализованная в виде так называемых низкотемпературных холодильных камер, предполагает температуру в камере -18 ¸ -24 °С. Время заморозки в холодильных камерах составляет 2,5 часа и выше.

При замораживании решающую роль приобретает скорость процесса. Установлена тесная связь качества продукта со скоростью замораживания. Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о влиянии скорости замораживания на размер кристаллов льда, на структурные и ферментативные изменения в продуктах.

Идея технологии шоковой заморозки состоит в форсировании режимов охлаждения, подмораживания и домораживания продуктов (см. рис. 1 график 2).

Данное форсирование обеспечивается двумя средствами увеличения скорости отбора тепла у продукта:

• снижение температуры среды до -30 --- -35 °С;
• ускоренным движением хладоносителя (в роли которого в камере выступает воздух), что обеспечивается вентилированием испарителя и соответственно интенсивным обдувом продукта.

Нужно отметить, что дальнейшее снижение температуры приводит к неоправданным затратам мощности и повышенным деформациям продукта, неравномерность процесса становится слишком велика.

Преимущества шоковой заморозки

По сравнению с традиционным способом замораживания на стеллажах в холодильных камерах, преимущества применения скороморозильных аппаратов:

• Уменьшаются потери продукта в 2 - 3 раза;
• Сокращается время заморозки в 3 - 10 раз;
• Сокращаются производственные площади в 1,5 - 2 раза;
• Сокращается производственный персонал на 25 - 30%;
• Сокращается срок окупаемости на 15 - 20%.

Рассмотрим практические результаты применения технологии шоковой заморозки.

Общее время замораживания. Если при традиционной технологии общее время замораживания для пельменей и котлет составляет 2,5 часа, то при быстрой заморозке оно равно 20 - 35 мин., что дает значительный экономический эффект. Время прохождения второго этапа снижается с 1 часа до 15 минут.

Структура тканей. Высокая скорость охлаждения, обеспечиваемая шоковой температурой в камере -30 --- -35 °С и  интенсивным обдувом продукта, позволяет форсированно пройти переход из жидкой в твердую фазу. При этом кристаллы льда формируются значительно меньших размеров и практически одновременно в клетке и межклеточных перегородках (клетки остаются неповрежденными). В следствии этого практически неизменной, и лучше, чем при других способах консервирования, сохраняется структура тканей свежего продукта.

Экология и биохимия. Отсутствие какой бы то ни было термической и химической обработки (за исключением бланширования и обработки аскорбиновой кислотой, положенных по технологии для некоторых видов овощей и фруктов) и в следствии этого неизменность типов белков делают быстрое замораживание способом, абсолютно не ухудшающим экологическую чистоту и биохимию продукта.

Бактериологическая чистота. За счет скорости замораживания сокращается и периоды активности бактериологической среды. Бактерии разных типов имеют разные (в том числе и ниже 0 °С) температурные зоны жизнедеятельности. При медленной заморозке в продукте появляются и остаются следы жизнедеятельности каждого из этих типов бактерий. При шоковой заморозке ряд типов не успевает развиться.

Масса. Потери массы продукта, образующиеся в результате испарения жидкости (усушки) при замораживании, составляют в обычном режиме до 5 - 10% (в зависимости от температуры в камере и замораживаемого продукта). Форсированный режима заморозки сокращает потери массы до 0,8%, что так же дает значительный экономический эффект.

Вкусовые качества и пищевая ценность. Из за предотвращения высыхания при быстрой заморозке ароматические и питательные вещества не успевают выйти из продукта, что сохраняет его качества. Пищевая ценность и вкусовые качества остаются неизменными.

Срок хранения. Срок хранения быстрозамороженных продуктов выше, чем продуктов замороженных в обычных камерах. Быстрозамороженные продукты лучше сохраняют свои качества при длительном хранении, чем свежие.

Таким образом, технология шоковой заморозки обеспечивает сохранность качеств свежего продукта и делает это лучше других способов заготовки и хранения.

Быстрозамороженные продукты

Быстрозамороженные продукты, полуфабрикаты и готовые блюда пользуются популярностью во всем мире. Их потребление в таких странах как Великобритания, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Швеция, Швейцария, США и Япония составляет от 40 до 100 кг в год на человека. Причем ежегодно их производство в этих странах увеличивается на 5 – 7 %.

В мировой практике ассортимент продуктов консервируемых быстрым замораживанием, чрезвычайно широк. Причем каждая страна производит, прежде всего, продукты специфичные для данного района, климата, традиций. За последние годы особенно интенсивно вырабатываются быстрозамороженные:

• Плоды, ягоды, овощи, бахчевые, зелень и комбинации из них;
• Готовые первые и вторые блюда, пироги, булочно-кондитерские изделия;
• Полуфабрикаты (мясные, рыбные и др.) типа антрекотов, бифштексов, гамбургеров, котлет, палочек, сосисок, пельменей и вареников;
• Десерты, соки, пудинги, желе, мороженное и т. п.

В чем же привлекательность быстрозамороженных продуктов:

1. Продукт почти полностью свободен от несъедобных включений. Он, по существу, «безотходен» (кроме упаковки);
2. Продукт практически не отличается от свежего, сохраняет все исходные, натуральные свойства;
3. Продукт по своей сути диетичен, кондиционен;
4. Продукт расфасован, дозирован, порционирован. Это удобно для любого потребителя;
5. Для торговли, общественного питания, для конечного потребителя быстрозамороженный продукт стратегичен.  Он не требует внимания при хранении и всегда готов к употреблению;
6. Подобный продукт требует минимального времени (минуты) и труда для его приготовления;

Технология шоковой заморозки открывает совершенно новые возможности. Быстрая заморозка позволяет отсрочить реализацию сельскохозяйственной продукции во времени и перенести место реализации в пространстве. Это своего рода транспорт, расширяющий сферу сбыта продукции не только регионом где ее выращивают и сезоном сбора, но и другими регионами и сезонами. Это транспорт из лета в зиму, с поля на стол. Например, для хозяйств это возможность часть своей продукции заморозить и реализовать ее непосредственно потребителю по боле высокой цене, чем свежую, в любом месте и в любое время.

В России рынок быстрозамороженных продуктов изначально был ориентирован в основном на импортную продукцию. Сейчас приоритеты смещаются в сторону продукции отечественного произ-водства. Хотя доля импорта свежезамороженной плодоовощ-ной  продукции по прежнему велика. Доля импортной продукции в общем, объеме потребления замороженных овощей и фруктов в 1998 году в России составила 99,4%, а в 1999 году 99,7% (см. рис. 2).

Из всего вышесказанного следует, что неоспоримые преимущества технологии шоковой заморозки позволяют окупить разумные затраты на скороморозильное оборудование в достаточно короткие сроки. Кроме того, технология шоковой заморозки становится своего рода стандартом для производителей и потребителей замороженной продукции, без которого затруднен ее сбыт.

Оборудование для шоковой заморозки

Для изготовления (заморозки) быстрозамороженных продуктов, полуфабрикатов и готовых блюд применяются следующие типы оборудования:

• Флюидизационные скороморозильные аппараты предназначены в основном для замораживания мелкоштучного либо измельченного плодоовощного сырья: плодов (слива, персик, абрикос), ягод (клубника, смородина, клюква, черника), овощных рагу и суповых смесей (свекла, морковь, кабачки, сладкий перец, капуста), картофеля фри. Возможно замораживание грибов (целиком или кусочками), а также мелкой рыбы и креветок. Этот класс аппаратов обеспечивает самую высокую (среди воздушных) скорость замораживания, минимальную усушку и сохраняет высокое качество продуктов. После замораживания продукт сохраняет исходную рассыпчатую структуру и прекрасно фасуется.
• Конвейерные скороморозильные аппараты предназначены для замораживания мясных, рыбных, молочных, мучных полуфабрикатов и готовых блюд : блинов, слоеного теста, выпечки, котлет, бифштексов, гамбургеров, сосисок, вареников и пельменей, равиоли и т.д. Толщина замораживаемых изделий может составлять до 25 мм, а длина и ширина до 100 х 100 мм. Эти аппараты позволяют замораживать до 80% ассортимента продуктов, традиционно замораживаемых на импортных спиральных скороморозильных аппаратах. Возможно также замораживание продуктов растительной группы : грибов,  клубники, персиков, абрикосов.
• Люлечные скороморозильные аппараты предназначены для замораживания фасованных полуфабрикатов из птицы, мяса и  рыбы: биточков, котлет, бифштексов, гамбургеров, сосисок (в том числе в вакуумной упаковке), кондитерских изделий, а также различных гарниров и готовых вторых блюд. Толщина замораживаемых изделий может составлять до 80 мм, а длина и ширина до 200 х 150 мм. Масса одного изделия (порции) может достигать 1 кг., а время замораживания 2,5 часов.
• Спиральные скороморозильные аппараты предназначены для замораживания порционных блюд из мяса, рыбы, плодов, овощей, а также  полуфабрикатов в панировке.