Zamrażanie owoców i warzyw

Zamrażanie - polega na obniżeniu temperatury mrożonego produktu do poziomu min. -18ºC ( w praktyce poniżej -20-25 ºC, a nawet -30 ºC)

- po obniżeniu do tej temperatury produkt jest nadal przechowywany w tej temp (poniżej temp. -18 ºC nie mogą rozwijać się drobnoustroje)

Zamrażanie:

- nie niszczy drobnoustrojów, a hamuje ich procesy życiowe, głównie rozmnażanie

- nie niszczy enzymów surowca, a zwalnia tempo procesów enzymatycznych

Po rozmrożeniu z owoców wypływa sok stąd mrożonka powinna być spożyta po rozmrożeniu lub poddana procesom technologicznym.

Jak zachowują się drobnoustroje chorobotwórcze?

Clostridium botullinum nie może rozwijać się poniżej temp. -3,3 ºC

Salmonella nie może rozwijać się poniżej temp. - 6,7 ºC

Mycie, blanszowanie i fakt zamrażania i zamrażalnicze przechowywanie zmniejsza żywotność drobnoustrojów ok. 50 do 80-90%,

czyli przeżywa 10-50% drobnoustrojów.

Zamrażanie nie inaktywuje enzymów!

- katalaza, peroksydaza tracą aktywność w temp. - 15-17 ºC

- lipaza, lipooksydaza tracą aktywność w temp. - 25-30 ºC

- inwertaza traci aktywnośc w temp. -40 ºC

Jak długo mogą być przechowywanie mrożonki?

W temp. - 18-20 ºC przechowuje się przez 8-10 miesięcy

W temp. - 30 ºC przechowuje się przez 24 miesiące

Zmiany jakościowe są niewielkie w tym czasie, wartość odżywcza nie ulega zmianie.

Czynniki decydujące o powodzeniu zamrażania:

 surowiec:

∙ dobrej jakości

∙ ważny jest gatunek i odmiana surowca

∙ barwa surowca (na żółto-zielonych widać wszystkie wady)

∙ aromat (powinien być wyraźny)

∙ stopień dojrzałości warzyw i owoców (wczesna dojrzałość konsumpcyjna jest gwarancją dobrej barwy, zapachu i konsystencji)

∙ świeżość surowca:

- po zbiorze przetwarzane są: truskawki, maliny, groch zielony, kukurydza cukrowa;

- kilka godzin po zbiorze: porzeczki, agrest, kalafior  przechowywanie nie dłużej niż 24h w przetwórni w komorach chłodniczych w temp. 1-2ºC)

- przechowywane kilka miesięcy: marchew, pietruszka, seler, jabłka

Dobre do mrożenia są: owoce pestkowe: wiśnie, śliwka, brzoskwinia, zielony groszek, kukurydza cukrowa, fasola szparagowa,

bób, kalafior, brokuły, kapusta, brukselka, liście pietruszki, seler, koper, szczypiorek, marchew

Złe do mrożenia: jabłka, gruszki, pomidor, ogórek, cebula (warzywa spożywane na surowo)

 proces technologiczny:

∙ szybkość mrożenia: szybkie przekraczanie granicy temp. -0,5-0,2ºC do -5ºC

∙ powstające kryształki lodu są małe przy szybkim zamrażaniu, lód ma objętość o 9% większą niż woda

∙ przy wolnym mrożeniu dochodzi do denaturacji protoplazmy błony tracą właściwości błon półprzepuszczalnych, powstają duże kryształki lodu,

które niszczą sąsiednie komórki

Proces technologiczny zamrażania składa się z szeregu czynności:

∙ przebieranie (sortowanie)

∙ mycie

∙ ewentualne usuwanie części balastowych

∙ obieranie

∙ ewentualne krojenie

∙ blanszowanie

∙ chłodzenie

∙ osuszanie surowca

∙ ewentualne pakowanie

∙ mrożenie

∙ składowanie mrożonek

Przebieranie:

- na ruchomej taśmie usuwa się uszkodzone owoce i warzywa

Mycie:

- usuwa zanieczyszczenia mineralne, organiczne, pozostałości pestycydów, zmniejsz ilość mikroflory

- myje się aparatami przystosowanymi do poszczególnych gatunków owoców i warzyw:

∙ do twardych: myjki łapowe, bębnowo-szczotkowe

∙ do delikatnych: myjki wibracyjne, wodno-powietrzne, natryskowe

∙ do warzyw liściowych: myjki grabkowe

∙ maliny i jeżyny nie są myte

∙ do grochu: myjki flotacyjne

Usuwanie części balastowych:

- truskawka  szypułki

- fasola końcówki

- owoce pestkowe  pestki

- owoce ziarnkowe  gniazda nasienne

- warzywa korzeniowe  usuwa się skórkę

Usuwanie skórki:

∙ obieraczki mechaniczne: przez ocieranie w ocieraczkach karborundowych (odrzut 25%)

∙ obieraczki chemiczne: warzywa moczy się w gorącym roztworze ługu sodowego, a następnie silnym strumieniem wody spłukuje się odklejoną skórkę

∙ obieraczki parowe: w szczelnej komorze działa się gorącą żywą parą o ciśnieniu 0,7-1 MPa (7-10 atm). Para wnika pod skórkę, a następnie bardzo szybko

otwiera się, co powoduje że ciśnienie pod skórką jest wyższe niż na zewnątrz i następuje rozerwanie skórki i strumieniem wody usuwa się skórkę (odpad do 10%)

Krojenie:

- mechaniczne (np. w plastry, kostkę)

- ręczne (np. brzoskwinie, kalafiory, brokuły)

Kalibrowanie - podział na grupy wielkości, ma znaczenie estetyczno-handlowe i technologiczne.

Blanszowanie:

- stosuje się głównie do warzyw

- ogólnym celem jest inaktywacja enzymów głównie katalazy i peroksydazy (najbardziej termolabilne enzymy)

- parametry blanszowania powinny być tak dobrane, aby aktywność tych enzymów po tym zabiegu nie była większa niż 5% aktywności wyjściowej

- polega na działaniu na surowiec gorącą parą lub gorącą wodą o temp. 80-98ºC, czas blanszowania w praktyce od 1-5 min i zależy od temperatury

( im niższa temp. tym dłuższy czas) i od wielkości cząstek

- blanszowanie powoduje ubytki różnych związków, ale efekt końcowy jest korzystniejszy od efektu bez blanszowania

Owoców na ogół nie blanszujemy, gdyż proces ten zmieniałby smak (mają posmak owoców wyciągniętych z kompotu).

Owoce mają znacznie mniejsza aktywność enzymów niż warzywa oraz znacznie niższe pH (mniej niż 4). Niskie pH gwarantuje stabilność witaminy C.

Do owoców zamiast blanszowania dodajemy antyoksydanty:

- kwas L-askorbinowy  dodawany do owoców o jasnym miąższu zapobiega zmianom barwy (brunatnieniu)

- kwas cytrynowy

- cukier, syrop cukrowy  nie są przeciwutleniaczami ale dodatki te działają w podobny sposób, przez oblepianie cząsteczek owoców chronią je przed utlenianiem,

cukier dodaje się w ilości od 10-30% w stosunku do masy owocowej, a syrop cukrowy w ilości 30-40%

Schładzanie:

- surowiec umieszcza się na sitach i za pomocą nawiewu zimnego powietrza podsusza się tzn. usuwa się wodę.

Pakowanie:

- pakuje się do opakowań jednostkowych

- warunki jakim powinny odpowiadać opakowania: ∙ nieprzepuszczalne dla pary wodnej i gazów ∙ nie mogą być wrażliwe na niską temperaturę i wilgoć ∙ nie powinny negatywnie wpływać na przechowywany produkt

- najczęściej stosowane opakowania: ∙ worki z folii polietylenowej tzw. wysokociśnieniowej ∙ pudełka polistyrenowe, polietylenowe (porcje jednostkowe: 250-500g) ∙ opakowanie zbiorcze 25-50kg worki papierowe z wkładką foliową czasami kartony wewnątrz wykładane folią ∙ silosy w chłodniach (mrożonki leżą luzem w komorach)

- próżniowe zamykanie: usunięcie powietrza z opakowań, w miejsce usuniętego powietrza wprowadza się gaz nieczynny - azot

Podział mrożonek: ▪ ze względu na rodzaj surowca: - owocowe - warzywne - grzybowe ▪ ze względu na stopień rozdrobnienia: - z całego surowca - z krojonego surowca ▪ ze względu na stosowany dodatek: - z dodatkami: cukier, syrop cukrowy, kwas cytrynowy (owocowe), solanka (warzywa) - bez dodatków: mrożonki sypkie, suche

Można mrozić: - owoce całe - sok owocowy - przeciery z owoców - kremogeny (przeciery owocowe wysoko zhomogenizowane)

Urządzenia służące do utrzymania niskiej temperatury w chłodni:

Agregaty chłodnicze składają się z :

- pompy ssąco-tłoczącej (kompresor):

zasysa pary czynnika chłodniczego, który krąży w obiegu zamkniętym. Tym czynnikiem w warunkach przemysłowych jest amoniak, a w chłodniach okrętowych CO₂,

rzadziej związki freonu, gdyż odpowiadają za niszczenie powłoki ozonowej

- skraplacza:

pod wpływem sprężenia czynnik chłodniczy ogrzewa się do wysokiej temp. Ten czynnik pod wpływem dużego ciśnienia przechodzi w stan ciekły, na skutek ssącego

oddziaływania pompy przemieszcza się przez zawory regulujące do tzw. parownika (który ma bardzo rozbudowany system rurowy).

Czynnik chłodniczy pod wpływem rozprężania się gwałtownie oziębią się, to schładza powietrze wokół tego parownika.

Rozprężony czynnik chłodniczy zasysany jest przez pompę ssąco-tłoczącą i cykl się powtarza.

Sposoby rozmrażania owoców i warzyw:

- w warunkach chłodziarki domowej: porcja 0,5kg owoców w temp. 2-4 ºC rozmraża się ok. 15-16h

- w temp. pokojowej: porcja 0,5kg owoców w temp. pokojowej rozmraża się ok. 5-6h

- kuchenki mikrofalowe: porcja 0,5kg owoców rozmraża się kilkanaście-kilkadziesiąt minut

Im wolniej rozmraża się produkt, tym mniejszy jest wyciek soku, ponieważ sok może być związany przez związki pektynowe zawarte w owocach bądź białkach.

Im szybsze rozmrażanie, tym ubytki witaminy C są mniejsze.

Zmiany jakościowe zachodzące w czasie zamrażania:

 zmiany fizyczne:

- powstawanie lodu:

Nie zamraża sok owocowy, a woda. W miarę wymrażania wody sok staje się coraz gęstszy, w temp. -10 ºC mrożonki wykazują jeszcze elastyczność.

Całkowite zamrożenie soku mogłoby nastąpić w temp. punktu eutektycznego - całkowite zamrożenie soku w temp. -50 do -60 ºC. w temp. ok. -20 ºC w formie lodu

wymarza ok. 70-90% wody, a 30-10% nadal zostaje w formie silnie skoncentrowanego soku.

W trakcie zamrażania jeżeli wahania temp. >1ºC może zachodzić rekrystalizacja.

rekrystalizacja - narastanie dużych kawałków lodu kosztem mniejszych

sublimacja lodu - parowanie lodu, jest niekorzystne powoduje spadek masy produktu oraz powierzchniowe osuszenie produktu.

Jeżeli produkt schładzamy w opakowaniach, a powietrze jest wewnątrz, to po jakimś czasie wewnątrz opakowania pojawi się szron - jest to osadzony lód.

 zmiany fizyko-chemiczne:

- zmiany w strukturze białek, na skutek odwodnienia protoplazmy dochodzi do przejścia białek rozpuszczalnych do formy nierozpuszczalnej.

Nie zmienia to wartości odżywczej, ale białka te będą trudniej chłonęły wodę.

 zmiany biochemiczne:

- jeżeli w produkcie znajdują się aktywne enzymy (lipaza, lipooksydaza,) to może dochodzić do zmiany stopnia nasycenia kwasów tłuszczowych do utlenienia

kw. tłuszczowych czego skutkiem będzie zmiana zapachu w kierunku zjełczałego tłuszczu

- enzymy typu askorbinazy, peroksydazy mogą powodować utlenienie witaminy C

- jeśli produkt nie był blanszowany to po przechowywaniu po 8-10 dniach traci 80-90% witaminy C, jeśli był blanszowany to traci 30-40%.

- w temp. -30 ºC zachowuje się nawet 90% β-karotenu

- witaminy z grupy B wrażliwe są na przechowywanie (tiamina i kwas foliowy) im niższa temp. przechowywania tym ubytki są mniejsze.

Po 8-10 miesiącach przechowywania w temp. 20 ºC wartość odżywcza witamin ulega niewielkiej zmianie.

 zmiany chemiczne:

• są to zmiany w barwnikach antocyjanowych, mogą one ulegać utlenieniu jeśli w środowisku jest dostępny tlen.

Metody mrożenia:

- owiewowe

- kontaktowe

- immersyjne

- próżniowe

Mrożenie owiewowe:

- czynnikiem przenoszącym chłód jest powietrze schłodzone do temp. -35 ºC do -40ºC

- mrożenie owiewowe dzieli się na systemy:

∙ system komorowy:

- regały z półkami na których układa się owoce luzem lub w opakowaniach, a ruch powietrza wytwarza wentylator

∙ system tunelowy:

- tunel do którego wprowadza się wagoniki z półkami na których jest mrożony produkt lub przez tunel przechodzi taśma na której układa się pudełka z produktami

lub luzem gotowy produkt.

- czas przejścia mrożonego surowca jest tak dobrany, aby po przejściu uzyskał temp. w której będzie składowany; V= 1-9 m/s czas mrożenia t=2-4,5h

- wada: wysuszające działanie powietrza jeśli surowiec jest nieopanowany, ale też trzeba stosować bardzo niskie temp. mrożenia i nie są higieniczne warunki pracy

∙ system fluidyzacyjny:

- stosowane do produktów niewielkich rozmiarów, maks wielkość: śliwka węgierka.

- wewnątrz izolowanego tunelu jest perforowana rynna pod pewnym kątem, za rynna umieszczony jest parownik urządzenia chłodniczego, a za nim silny wentylator.

- mrożony surowiec po uprzednim schłodzeniu i osuszeniu wprowadza się na rynnę gdzie ruch powietrza porywa mrożony surowiec i staje się on luźny.

- stały napływ surowca i nachylenie rury powoduje że surowiec płynie.

- czas przemieszczania się po rynnie od kilku do kilkunastu min

- każda cząsteczka surowca otoczona jest cząsteczką lodu

- bardzo szybka metoda, bez wad

- mrożony produkt jest sypki (duża wydajność)

Mrożenie kontaktowe:

- mrozi się na drodze kontaktu chłodnicy z mrożonym produktem

- mrożenie kontaktowe można podzielić na:

∙ mrożenie płytowe:

- szafowa zamrażalnia o szerokości 2m i głębokości 1,2m

- w szafie jest ok. 6-20 półek, odległość pomiędzy półkami max. 10 cm

- na półki te wkłada się mrożony produkt w opakowaniach

- półki za pomocą urządzeń hydraulicznych dociska się do surowca i włącza się przepływ czynnika chłodzącego

- zalety:

~ stosunkowo duża wydajność

~ szybkie mrożenie (ok. 2h)

~ nie trzeba obniżać temp. czynnika chłodniczego

∙ mrożenie walcowe:

- do mrożenia soków, przecieru owocowego, homogenu

- system składa się z : wanny, walca

- do wanny w sposób ciągły wprowadza się produkt, walec częściowo zanurzony jest w wannie.

Na obwodzie walca jest zamontowany parownik. Jak walec się zanurza to przykleja się do niego mrożony sok, dalej się go zdrapuje.

Immersyjne:

- mrozi się poprzez spryskiwanie albo zanurzanie do czynnika chłodniczego

~ mrożenie immersyjne w płynach niewrzących:

- syrop cukrowy schładzany lub solanka

~ mrożenie immersyjne w płynach wrzących:

- w ciekłym CO₂ , ciekły lub wrzący azot (azot wrze w temp. -195ºC)

- sposób zamrażania:

- wanna z ciekłym azotem, transport produktu na taśmie, natrysk azotu na produkt (cza poniżej 1 min, w środowisku beztlenowym, wysokie koszty)

---