Процессы, протекающие на этапах товародвижения замороженной плодоовощной продукции
Основные физические изменения в замороженной плодоовощной продукции обусловлены процессами рекристаллизации и сублимации.
Рекристаллизация кристаллов льда в сторону увеличения размеров маленьких кристаллов происходит при температуре выше -18°С. Замерзшие клетки и ткани содержат кристаллики льда различных размеров и незамерзшую воду в жидком агрегатном состоянии. Наличие различной величины кристаллов вызвано разницей скорости замерзания воды, находящейся на разной глубине от поверхности продукта. Эта гетерогенная система кристалликов разной величины слабо устойчива. Она постоянно изменяется в сторону уменьшения числа кристаллов льда и увеличения их объема. Явление рекристаллизации возникает по двум причинам. Вследствие разницы давлений водяных паров молекулы воды постоянно сублимируют с мелких кристалликов и осаждаются на крупных. Вторая причина — колебание температуры хранения продуктов. Поскольку температура плавления мелких кристалликов ниже, чем крупных, при небольшом подъеме температуры они подтаивают. Образовавшаяся от их таяния вода при следующем за небольшим повышением температуры охлаждении намерзает на кристаллики, увеличивая тем самым их размеры.
Рекристаллизация сильно замедляется при понижении температуры хранения. Разность давлений пара над мелкими и крупными кристалликами при температуре -25°С снижается в 4 раза по сравнению с разностью давлений при температуре -10°С. Кроме того, колебанию температуры продуктов около 0,05°С, которое возникает в результате колебаний температуры окружающей среды на 1°С, при охлаждении до -10°С соответствует изменение агрегатного состояния, т. е. расплавление или замерзание, примерно 0,04% воды, а при охлаждении до -25°С агрегатное состояние изменяют всего 0,005% воды. Процесс рекристаллизации можно контролировать при поддержании постоянной температуры на всех этапах товародвижения продукции и установлении оптимальных сроков хранения.
При хранении замороженной продукции вследствие происходящих физико-химических процессов может возникать ряд явлений: ожог, сублимация льда, окислительная порча.
Ожог — особая форма местного очень сильного обезвоживания поверхности замороженных продуктов, при котором происходит изменение окраски части продукта (пятна с резко измененной окраской). При этом происходят глубокие изменения тканевой структуры, которые могут послужить причиной изменения органолептических свойств, повышается способность впитывать посторонние запахи, изменяется консистенция продукта. При ожоге поверхностные слои теряют способность к поглощению воды при размораживании в результате денатурации белков под влиянием концентрированных растворов тканевых минеральных солей. В свободные капилляры пространства, образовавшиеся в результате сублимации льда, проникает атмосферный кислород, активизирующий окислительные процессы. Размеры ожогов в первую очередь зависят от величины усушки, температуры хранения, качества упаковочных материалов, степени заполнения упаковки, свойств продуктов и др.
Сублимация льда (возгонка льда) в замороженных плодах и овощах происходит при длительном хранении в неблагоприятных условиях. Чем выше температура, ниже относительная влажность воздуха в окружающей среде и выше влаго- и паропроницаемость упаковочного материала, тем интенсивнее протекает процесс сублимации. На скорость испарения также оказывают влияние вид и размер продукта, способ упаковки и укладки при хранении, место расположения в холодильнике, степень загруженности камеры, продолжительность хранения и другие факторы. Установлено, что существует прямая корреляционная зависимость между климатическими условиями в период выращивания плодоовощной продукции и потерями ее массы при замораживании. При снижении гидротермического коэффициента в вегетационный период уменьшаются потери массы замороженной продукции при замораживании и хранении.
Потери массы имеют не только экономическое значение, но влияют на качество замороженных плодов.
В результате сублимации на поверхности замороженного продукта образуется пористый обезвоженный слой, который облегчает доступ свободного кислорода к тканям. В результате активизируются окислительные процессы, вызывающие ухудшение вкуса, цвета и внешнего вида продукции. При размораживании таких продуктов сублимированный слой частично восстанавливает потерянную влагу, а вкус и пищевая ценность не могут регенерировать, так как произошли необратимые окислительные процессы.
Одной из главных причин усушки, потери массы плодоовощной продукции в процессе замораживания и хранения является испарение воды и сублимация льда. При заморозке плодов и овощей изменяется структура биоколлоидов протоплазмы, происходит ослабление их связи с молекулами воды, часть связанной воды переходит в свободное состояние, в результате чего увеличивается количество испаренной влаги и соответственно увеличиваются потери массы продукции при замораживании и дальнейшем товародвижении замороженной продукции.
При быстрой заморозке средние потери массы плодов составляют около 1,2-2,0%, а при медленной — 1,5-4,0%. Усушка замороженных продуктов при хранении при -18°С в 1,5-2 раза ниже, чем при -12°С. Установлено, что при хранении замороженной плодоовощной продукции в упаковке из полиэтиленовой пленки основные потери массы продукции происходят в первые три месяца хранения, через 4-5 мес. хранения ежемесячный уровень потерь массы снижается. После 6 мес. хранения потери массы плодов почти стабильны. За 10 мес. хранения в полиэтиленовых пакетах потери массы составляли 0,3-1,0% в зависимости от вида продукции и способа ее упаковки. Потерю массы можно уменьшить с помощью использования упаковки с высоким уровнем влаго-паронепроницаемости, но даже в этом случае остается явление так называемой "внутриупаковочной" потери массы.
При хранении замороженных плодов и овощей происходит изменение их потребительских свойств и пищевой ценности.
Пищевая и энергетическая ценность некоторых видов замороженных плодов и ягод представлена в табл.
Пищевая и энергетическая ценность некоторых видов замороженных плодов и ягод (на 100 г съедобной части продукта)
|
Наименование |
Углеводы, г |
Витамины, мг |
Энергетическая ценность, ккал | ||
|
каротин |
РР |
С | |||
|
Абрикосы |
9,2 |
2,40 |
0,25 |
3,0 |
36,8 |
|
Алыча |
5,0 |
0,12 |
0,18 |
4,8 |
20,0 |
|
Вишня |
10,6 |
0,64 |
0,14 |
9,5 |
42,4 |
|
Кизил |
4,8 |
следы |
— |
18,5 |
19,2 |
|
Персики |
8,7 |
0,16 |
0,72 |
4,7 |
34,8 |
|
Слива |
7,7 |
0,39 |
0,60 |
3,1 |
30,8 |
|
Черешня |
9,5 |
0,04 |
0,14 |
9,6 |
38,0 |
|
Груша |
8,6 |
следы |
следы |
5,1 |
34,4 |
|
Рябина черноплодная |
9,1 |
0,85 |
0,14 |
9,0 |
36,4 |
|
Яблоки |
8,5 |
0,02 |
0,13 |
11,5 |
34,0 |
|
Виноград |
16,9 |
0,17 |
0,51 |
8,4 |
67,6 |
|
Ежевика |
5,7 |
0,10 |
0,18 |
10,5 |
22,8 |
|
Земляника (клубника) |
5,8 |
0,03 |
0,25 |
12,5 |
23,2 |
|
Клюква |
3,8 |
следы |
0,15 |
10,0 |
15,2 |
|
Крыжовник |
4,8 |
0,10 |
0,07 |
19,9 |
19,2 |
|
Малина |
7,0 |
0,20 |
0,60 |
16,5 |
28,0 |
|
Облепиха |
2,9 |
4,50 |
0,36 |
104,0 |
11,6 |
|
Смородина черная |
6,1 |
0,10 |
0,36 |
75,3 |
24,4 |
|
Смородина красная |
5,4 |
0,20 |
0,18 |
17,0 |
21,6 |
|
Черника |
6.0 |
следы |
0,25 |
4,2 |
24,0 |
Изменение потребительских свойств и пищевой ценности замороженных плодов и овощей обусловлено тем, что продукты при температуре -18°С содержат незамерзшую воду, поэтому не являются инертными системами. Глубокие физико-химические изменения при замораживании происходят в биоколлоидах протоплазмы клеток растительных тканей, нарушается целостность клеточных оболочек, а также выявлена остаточная ферментативная активность в замороженных растительных тканях. На скорость и характер биохимических изменений, происходящих в продукции во время хранения, большое влияние оказывают вид продукции, способ заморозки, продолжительность и температура хранения, соблюдение условий "единой холодильной цепи" на всех этапах товародвижения.