Холодильная обработка вишни

Устойчивость микробной  клетки замораживанию зависит от вида и рода микроорганизмов, стадии их развития, скорости и температуры  замораживания, состава среды обитания. Наиболее высокая степень отмирания  микроорганизмов при температурах минус 4÷6 ⁰С, а полностью исключается их рост при температуре минус 10÷12 ⁰С. В этих условиях хранения плоды вишни не подвергаются микробиологической порче, хотя полного уничтожения микроорганизмов при замораживании и хранении не происходит.

При определении условий  и режимов замораживания и  хранения плодов исходят из задачи не только предотвращения размножения  микроорганизмов, но и предупреждения существенных изменений пищевой  ценности и свойств продуктов.

Состояния плодов вишни при замораживании определяются фазовым переходом воды в твердое состояние и повышением концентрации растворенных в жидкой фазе веществ. Процесс кристаллообразования приводит к изменению физических характеристик плодов вишни и сопровождается изменениями их физико-химических, биохимических и морфологических свойств.

Размер, форма и распределение  кристаллов льда в структуре плодов вишни зависят от их свойств и условий замораживания. Состояние мембран и клеточных оболочек, их проницаемость, ионная, молярная концентрация растворенных веществ отдельных структурных образований растительных тканей, степень гидратации основных компонентов предопределяют особенности распределения льда в системе, размер и форму кристаллов.

Более низкая концентрация растворенных веществ в межклеточном пространстве обусловливает разницу  в значениях криоскопических температур структурных элементов, поэтому кристаллы льда в первую очередь формируются в межклеточной жидкости. При понижении температуры ниже точки замерзания водяной пар в крупных межклетниках начинает конденсироваться в виде капелек влаги на прилегающих клеточных стенках.

Эта вода и превращается в первые микроскопические кристаллики  льда, которые распространяются по межклетникам, обволакивая стенки клеток. Кристаллики бывают в виде линз или  разветвленных кристаллов, разрастающихся между клетками эпидермиса и паренхимы. Процесс этот сопровождается повышением осмотического давления за счет роста  концентрации растворенных в жидкости солей, что в свою очередь обусловливает  миграцию влаги из клеток. Далее  рост кристалликов происходит за счет воды, содержащейся в клетках, что  объясняется разностью между  давлениями пара внутри клетки и вне  ее.

При понижении температуры  в клетках сначала наступает  состояние переохлаждения, а затем  в них спонтанно возникают  центры кристаллизации, приводящие к  образованию внутриклеточного льда.

При медленном замораживании  с образованием крупных кристаллов вне клеток происходит изменение  первоначального соотношения объемов  межклеточного и внутриклеточного пространства за счет перераспределения  влаги и фазового перехода воды. Быстрое замораживание предотвращает  значительное диффузионное перераспределение  влаги и растворенных веществ  и способствует образованию мелких, равномерно распределенных кристаллов льда.

С изменением скорости замораживания  по мере перемещения границ фазового перехода от периферии к центру продукта меняются размер и характер распределения  кристаллов льда. Наиболее мелкие кристаллы  образуются в поверхностных слоях  продукта.

Максимальное кристаллообразование в плодах вишни происходит при температуре минус 3,5 ⁰С, предотвращение значительного диффузионного перераспределения воды и образования крупных кристаллов льда может быть достигнуто при условии быстрого понижения температуры. Степень повреждения тканевых структур плодов при замораживании зависит от размера кристаллов льда и физико-механических превращений, протекающих в тканях на молекулярном уровне.

Наряду с внешними условиями  замораживания существенное влияние  на размер кристаллов льда и характер их распределения между структурными элементами оказывают состав и свойства плодов вишни.

Существенное влияние  на характер кристаллизации оказывает  степень зрелости плодов. В недозрелых плодах вишни содержится значительное количество свободной воды и происходит в основном внутриклеточная кристаллизация, приводящая к гибели плодов. При созревании последних происходит преобразование протопектина в пектин, который обладает высокими гидрофильными свойствами. Он связывает значительное количество воды и способствует образованию гелеобразной структуры, что положительно сказывается на обратимости процесса замораживания.

Замороженные плоды вишни приобретают новые товарные свойства: твердость (вызвана превращением воды в лед), плотность, интенсивность окраски и др., значительно изменяются тепловые свойства. При понижении температуры плодов уменьшается кинетическая энергия молекул, повышается вязкость внутриклеточной жидкости, уменьшаются растворимость газов и диффузия веществ, что снижает скорость химических реакций.

Вместе с тем в жидкой фазе повышается концентрация электролитов, агрессивных по отношению к белкам, прежде всего ферментам, что ускоряет отдельные ферментативные реакции  либо изменяет их направленность. Замораживание  приводит к разрыву водородных связей, что в совокупности с повышением ионной силы внутриклеточных растворов  способствует разрушению липопротеиновых комплексов. При замораживании повреждаются ферментные системы дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования митохондрий, организм теряет основные жизненные функции, т.е. дыхание и способность к генерации энергии. Инвертаза проявляет свою активность в широком диапазоне рН (3,0÷7,5), поэтому изменение кислотности среды при замораживании существенно не сказывается на ее активности. Активируемые инвертазой реакции обусловливают накопление сахаров в замороженных плодах вишни.

Сохранение активности пектолитических ферментов способствует повышению гидрофильных свойств коллоидов и уменьшению степени повреждения клеток. В зависимости от вида продукта они оказывают различное действие: в ткани вишни эти ферменты теряют активность и замороженный продукт имеет плотную консистенцию.

Каталаза и пероксидаза катализируют дегидрирование фенолов, аминов, флавонов и аминокислот. Их активность ухудшает качество вишни, способствует появлению у некоторых из них постороннего привкуса.

Большинство ферментов лучше  сохраняют свою активность при ультранизких температурах, последние используют для сохранения биологически активных веществ.

В замороженных плодах вишни изменения витаминов зависят от их химической структуры, вида и строения ткани. Наиболее устойчивы к замораживанию — тиамин, рибофлавин, пантотеновая кислота, провитамин — каротин.

Потери витамина С при замораживании незначительны. Его сохранению способствует интенсификация процесса замораживания. Для сохранения аромата вишню упаковывают в герметичную тару. Условия хранения замороженных плодов должны обеспечить высокий уровень пищевой ценности при минимальных потерях массы. Задача эта весьма сложная, поскольку качественные и количественные изменения плодов и овощей зависят от их состава и свойств, наличия и вида упаковки, температуры хранения. Важное значение при этом имеют исходное качество поступающего на замораживание продукта, степень его измельчения, условия предварительной обработки.

Определяющим фактором сохранения высоких потребительских свойств  замороженных плодов вишни является температурный режим хранения. Понижение температуры снижает потери массы и необратимые изменения качества вишни.

Существенное значение имеет  выравненность температурно-влажностного режима в процессе хранения, так  как колебания температуры способствуют увеличению кристаллов льда и сублимации влаги. Температура хранения вишни минус 15÷18 ⁰С, относительная влажность 95÷98%. Понижение температуры до минус 25÷30 ⁰С увеличивает сроки хранения замороженных плодов.

Длительное хранение замороженных плодов вишни изменяет их свойства, что может быть обусловлено развитием биохимических процессов. Глубина и характер этих изменений определяют уровень качества, а следовательно, и сроки хранения продукции.

Показателем потерь плодов вишни при хранении является понижение содержания в них витаминов, и в первую очередь аскорбиновой кислоты.

Снижение интенсивности  реакций, ответственных за разрушение витаминов, достигается понижением температуры хранения и использованием упаковочных материалов с низкой газопроницаемостью.

3.3 Отбор сырья

Пригодность плодов вишни  для замораживания, а также качество замороженной продукции определяются прежде всего генетическими особенностями сортов и видов, степенью созревания, условиями вегетации, сбора, транспортировки и предварительной обработки.

Для получения высококачественной продукции следует отбирать сырье  соответствующей степени зрелости, пригодное для замораживания. Плоды, собранные в стадии полной зрелости, при размораживании часто размягчаются. Чтобы лучше сохранить форму  плодов вишни, быстрое замораживание  следует проводить до наступления  стадии биологической зрелости.

На качество продукции  существенно влияет также время  от сбора продукции до ее замораживания. При удлинении этого срока  до нескольких дней ослабляется консистенция мякоти после ее размораживания.

Важный показатель пригодности  плодов вишни для замораживания  —влагоудерживающая способность, которая определяется его видовыми свойствами, а также зависит от условий обработки, замораживания и хранения.

Вода в тканях удерживается посредством химических связей с  протеинами, полисахаридами, пектиновыми  соединениями. Отдельные сорта вишни  в большей степени подходят для  замораживания, так как их ткани  обладают высокой  влагоудерживающей способностью.

Влагоудерживающая способность плодов при замораживании снижается, так как кристаллы льда повреждают клеточные мембраны. При этом существенное значение имеет предварительная подготовка сырья к замораживанию.

Основные этапы подготовки вишневого сырья к замораживанию  — инспекция, сортировка, калибровка. В процессе этих операций удаляют  посторонние примеси, перезревшие, недозревшие, больные, поврежденные при  транспортировании плоды. Для каждой замораживаемой партии отбирают продукцию  одинакового размера, одной степени  зрелости и окраски.

Отсортированную вишню моют проточной водой. После мойки  проводят повторные сортировку и  калибровку, что обеспечивает однородность партий продукта.

Подготовленное сырье  подсушивают и замораживают без  сахара, с сахаром и в сахарном сиропе. Замораживание с сахаром  предохраняет плоды от окислительного действия кислорода воздуха, тормозит ферментативные и микробиологические процессы, способствует лучшему сохранению вкуса и аромата. Кроме того, растворы сахара обладают криопротекторными свойствами, что позволяет уменьшить повреждающее действие кристаллов льда. Во избежание растрескивания плоды предварительно охлаждают до 0 — 1 0С, а затем быстро замораживают при -35 °С до заданной конечной температуры в центре продукта (-18...-25 °С).

3.4 Способы и режимы замораживания

Для замораживания продуктов  питания используются следующие  основные способы:

• конвективный (в интенсивном потоке холодного воздуха);
• контактный (путем непосредственного контакта продукта с охлаждающей средой и путем контакта с плитами, охлаждаемыми хладагентом);
• криогенный (с использованием жидкого азота, жидкого воздуха, жидкой или твердой углекислоты и др.).

Независимо от их типа и  назначения они должны отвечать следующим  требованиям:

• большая скорость замораживания при условии равномерной теплоотдачи по всей поверхности продукта;
• хладоноситель, непосредственно соприкасающийся с продуктом, должен быть безвредным для продукта и обслуживающего персонала, не должен вызывать в продуктах неблагоприятных изменений и коррозии металлических узлов аппарата, находящихся в контакте с хладоносителем;
• универсальность оборудования (возможность замораживания разных видов продуктов);
• соблюдение нормативных санитарно-гигиенических условий;
• возможность применения оборудования в непрерывной поточной линии.

На пищевых производствах  широко используются камеры шоковой  заморозки. Они относятся к холодильному оборудованию периодического действия. Главным принципом шоковой заморозки  в камерах шоковой заморозки  является ускоренное преодоление всех этапов замораживание продукта.

Высокая скорость замораживания позволяет:

• сократить время заморозки в 3-5 раз,
• достичь высокого качества продукта,
• снизить усушку и заветривание,
• сохранить вкусовые качества,
• уменьшить потери продукта в 2-3 раза.

Современная технология интенсивного охлаждения и шоковой заморозки  продуктов питания основывается на двух самых главных параметрах: скорость остывания и замораживания за короткий промежуток времени и время, необходимое для этого. При этом огромное значение имеет сам продукт, для которого подбирается оборудование. В зависимости от правильности подобранной техники будет варьироваться экономичность и эффективность технологических процессов интенсивного охлаждения. Согласно европейским стандартам, технология шоковой заморозки считается таковой, если оборудование для интенсивного охлаждения соответствует следующим требованиям: