Классификация способов холодильной обработки

Охлаждающие среды: газообразные, жидкие, твердые, гомогенные и гетерогенные. Газообразные и жидкие охлаждающие среды получили наибольшее распространение. В качестве газообразных чаще всего используется атмосферный воздух, в меньшей степени модифицированная газовая среда (с содержанием СО₂ и СО) и крайне редко — азот.

Воздух — механическая смесь газов, почти 80% по объему составляет азот и около 20% кислород. В незначительном количестве в состав воздуха входят углекислый газ, инертные газы, водо­род и озон. В воздухе всегда содержится водяной пар, количество его зависит от температуры. Чем ниже температура, тем меньше влагоемкость воздуха. Воздух характеризуется абсолютной и от­носительной влажностью и упругостью водяного пара.

Абсолютная влажность воздуха — величина, показывающая, какое количество водяного пара содержится в единице объема воздуха, г/м³.

Упругость водяного пара — парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе, мб (миллибар), или мм рт. ст.

Относительная влажность воздуха выражается в процентах и характеризует степень влажности или сухости, %:

φ = а • 100/А%,

где<р — относительная влажность воздуха, %; а — абсолютная влажность воздуха, г/м⁸; А — абсолютная влажность насыщенного воздуха, г/м^а.

Модифицированная газовая среда чаще всего содержит 40— 60% диоксида углерода.

Для охлаждения водного сырья используется морская вода, иногда раствор поваренной соли или хлористого кальция. Концентрированные растворы хлорида натрия и кальция, а также пропиленгликоль используются для подмораживания и замораживания водного сырья.

В качестве охлаждающей твердой среды, с которой контактирует продукт в процессе холодильной обработки, используются алюминиевые сплавы и нержавеющая сталь.

Газообразные и жидкие охлаждающие среды относятся к гомогенным (однородным). Твердые среды, водный и сухой лед, льдосолевая смесь считаются гетерогенными, так как при охлаждении теплоотвод от продукта осуществляется в более сложных услови­ях за счет одновременного участия в теплообмене нескольких сред (твердая среда и прослойка воздуха; лед, талая вода и воздух между кусочками льда). Требования к охлаждающим средам, влияние на качество об­рабатываемого сырья. Охлаждающие среды должны быть инертны по отношению к продукту и не вступать с ним в химические реакции. Должны быть исключены взаимный массообмен между средой и обрабатываемым продуктом и адгезионное взаимодействие (примерзание, налипание и др.). Охлаждающие среды обязаны соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям, быть безвредными для здоровья обслуживающего персонала и потребителя.

Классификация основных способов холодильной обработки. В зависимости от достигнутой конечной температуры в процессе холодильной обработки продуктов различают охлаждение, подмораживание и замораживание.

По виду охлаждающей среды охлаждение подразделяют на следующие способы:

1. Охлаждение морской водой, температура которой понижается за счет работы холодильной установки.Охлаждение смесью морской воды и льда.

2. Охлаждение рассолом, температура которого понижена засчет барботажа в нем диоксида углерода.

Охлаждение рыбы

Охлажденной называют рыбу, температура тела которой своевременно доведена до температуры в толще мяса до -1...+5°С (ГОСТ 814—96 "Рыба охлажденная. Технические условия") и постоянно поддерживается на этом уровне, близком к криоскопической точке, но не ниже ее. В теле рыбы при охлаждении не должно образовываться кристаллов льда. Для большинства рыб криоскопическая температура находится в пределах от 0 до — 2°С. У пресноводных рыб точка замерзания тканевого сока лежит на уровне -0,5...-0,9°С.

Безупречное состояние охлажденной рыбы обеспечивается, если сразу с момента вылова до передачи ее потребителю или в обра­ботку температура в теле рыбы не имеет больших колебаний и поддерживается на уровне от 1 до —1°С. Для охлаждения прилщна живая и только что уснувшая рыба, которая находится в начале стадии посмертного окоченения.

Скорость и продолжительность охлаждения. Скорость охлаж­дения рыбы находится в прямой зависимости от теплопроводности тканей. Чем выше жирность рыбы, тем длительнее процесс ох­лаждения, так как теплопроводность жировой ткани при плюсо­вых температурах вдвое меньше теплопроводности мышечной.

В охлажденной рыбе увеличиваются плотность тканей, вязкость тканевого сока и крови, уменьшается масса за счет испарения влаги с поверхности тела. Степень усушки зависит от химического состава, плотности и размеров рыбы, условий охлаждения, а также наличия и вида упаковки. Чем выше влажность и ниже жир­ность, тем выше потери массы. Подкожный жир препятствует ис­парению влаги. Размер отдельных особей определяет поверхность испарения, и поэтому крупная рыба теряет больше массы. Упаковочные материалы и тара предохраняют рыбу от усушки. При охлаждении во льду усушка меньше, чем при охлаждении в воз­душной среде. При охлаждении в жидкой среде усушки не наблюдается.

При охлаждении рыбы ферменты не инактивируются, а лишь снижается их активность. Жизнедеятельность микроорганизмов не приостанавливается, а лишь замедляется, поэтому сроки хранения охлажденной рыбы ограничены.

Способы охлаждения. Охлаждение льдом. Использование льда при охлаждении рыбы объясняется его физическими свойствами. Температура плавления льда при атмосферном давлении равна 0°С, теплота плавления льда высокая и составляет 335 кДж, а плот­ность 0,917 кг/л.

При охлаждении рыбы теплообмен протекает через ее поверхность, которая соприкасается со льдом, а также через по­верхность, которая омывается водой, образованной от таяния льда, и поверхность, которая соприкасается с воздухом, расположенным между кусками льда. Вода, образованная при таянии льда, при контакте с телом охлаждает рыбу, а сама нагревается. Теплоемкость воды выше теплоемкости воздуха, поэтому ее роль в охлаждении выше, чем роль воздуха. Для быстрого охлаждения рыбы необходим непосредственный контакт рыбы со льдом. Поэтому куски льда должны быть мельче, дозировка должна обеспечивать наибо­лее тесный контакт между поверхностями льда и рыбы.

Теоретический расход льда на охлаждение составляет

m - Q/r,

где т_л — масса льда, кг; Q — расход холода на охлаждение рыбы, кДж; т — скрытая теплота таяния льда, кДж/кг.

Реальный расход льда выше теоретического и составляет 75— 100% от массы рыбы. В холодное время года он снижается до 30% без ущерба ее качества.

Для более полного контакта льда с поверхностью рыбы выполняют его дробление. Дробленый лед ускоряет охлаждение и уменьшает деформацию рыбы. Технологический процесс охлаждения льдом включает следующие операции (рис. 2).

Недостатками данного способа охлаждения являются неравномерность и небольшая скорость охлаждения, неполное использование полезного объема тары, большие потери льда от таяния, деформация рыбы при соприкосновении со льдом.

Срок хранения и транспортировки рыбы, охлажденной с помощью льда, зависит от вида рыбы и условий хранения и колеблется в пределах от 1 до 12 суток.

В качестве льда применяется чистый естественный или искусственный (блочный, плиточный, трубчатый и чешуйчатый) лед. Наряду с водным льдом используется также сухой лед (твердая двуокись углерода), как дополнительное охлаждающее средство.

Упаковывают охлажденную рыбу в деревянные ящики вместимостью до 80 кг или в бочки вместимостью 150—200 л. Особо ценную рыбу (осетровых и лососевых) упаковывают только в ящики. Рыбу укладывают рядами, брюшком вниз. Каждый слой пересыпают слоем мелкодробленого льда. Нижний и верхний слои всегда состоят из льда. Мелкую рыбу упаковывают насыпью. Количество льда в таре не должно быть менее 50% от массы рыбы. Тара используется чистая, прочная, без посторонних запахов. Перевозят охлажденную рыбу железнодорожным или автомобильным транспортом. Длительность перевозок не должна превышать 2 часов, при этом температура воздуха в грузовом помещении не должна быть ниже -1 и выше 5°С.

Хранят охлажденную рыбу в холодильниках при температуре от 0 до —2°С и относительной влажности 95—98%. Транспортируют рыбу при температуре от 0 до -3°С.

Охлаждение погружением в холодную жидкость. Охлаждение рыбы в жидкой среде позволяет снизить температуру продукта до -1°С и значительно сократить длительность охлаждения. В условиях океанического лова в качестве жидкой среды используется морская вода.

Осмотическое давление морской воды и тканевого сока рыбы приблизительно одинаковое, поэтому при охлаждении в морской воде не происходит просаливания и значительного набухания тканей рыбы.

Охлаждение холодным рассолом. Сущность способа заключается в том, что рассортированную по видам и размерам рыбу укладыва­ют на конвейер, который проходит под дождем холодного рассола.

В качестве рассола используется раствор поваренной соли плот­ностью 1,11—1,13 г/см³, охлажденный до температуры — 8...-10°С. Отработанный рассол собирается на поддоне, расположенном под конвейером. После повторного охлаждения рассол снова подается в форсунки. Оценка качества охлажденной рыбы. Качественная охлажденная рыба должна иметь чистую, без повреждений поверхность тела естественной окраски. Допускается незначительная сбитость чешуи без повреждений кожного покрова. Жабры рыбы имеют темно-красное или розовое окрашивание. У осетровых допускаются незначительные кровоподтеки. Температура в толще мяса у позвоночника должна быть от -1°С до 5°С.

Основные дефекты охлажденной рыбы — механические повреждения, ослабевшая консистенция, кисловатый или гнилостный запах в жабрах. Качество охлажденной рыбы ухудшается в результате автолитических процессов, происходящих в ее теле. На основании этих дефектов рыбу относят к нестандартной. Лопанец рыбы возникает вследствие ослабления и разрушения тканей тонких стенок брюшной полости под влиянием автолиза.

Замораживание рыбы

Замораживание — это способ консервирования, при котором рыбу охлаждают до возможно более низкой температуры, в пределах до криогидратной (эвтектической) точки раствора солей и азотистых веществ, содержащихся в ее тканях.

Для приготовления мороженой рыбы используется живая рыба, рыба-сырец и охлажденная рыба, отвечающие требованиям технических условий и стандартов.

Изменения в тканях рыбы при замораживании. В процессе замораживания в рыбе происходят биологические, биохимические и физические изменения. К биологическим изменениям относится подавление жизне­деятельности микроорганизмов, которые находятся на поверхности и внутри рыбы, а также снижение их количества. Снижение температуры при замораживании создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов.

В процессе медленного понижения температуры при замораживании воздействие холода на микроорганизмы ослабляется, и они приспосабливаются к действию низких температур. Количество микроорганизмов при медленном замораживании становится больше, чем при быстром.

Основным физическим процессом, характеризующим замораживание, является превращение тканевого сока в лед. С увеличением продолжительности предварительного хранения рыбы размер кристаллов льда при замораживании и степень гистологических изменений тканей возрастают. Сразу после смерти рыбы мышечные волокна плотно прилегают друг к другу, а межволоконные пространства отсутствуют. Сарколемма в этот момент обладает большой упругостью и не имеет повреждений. В посмертный период гистологическая структура мышечной ткани изменяется, в ней появляются межволоконные пространства, заполненные тканевым соком. При замораживании рыбы со значительными посмертными изменениями кристаллы льда легче разрушают оболочки волокон, так как в этом случае происходит образование более крупных кристаллов.

При размораживании в воде скорость процесса тесно связана с интенсивностью циркуляции воды, которая создается путем применения мешалок, циркуляционных насосов, а также барботирования воды сжатым воздухом. Скорость движения воды при этом не должна превышать 0,3—0,5 м/с, поскольку это значение явля ется пределом, выше которого скорость циркуляции не влияет на интенсивность процесса размораживания.

Размораживание путем орошения водой обычно применяют для блоков замороженной мелкой рыбы. Оптимальная температура воды при этом способе размораживания находится в пределах 22—23°С.

Воздушный способ размораживания является наиболее простым и дешевым, но ему присущи такие недостатки, как длительность процесса, обезвоживание поверхности продукта, неоднородность размораживания и опасность роста обсемененности ее микроорганизмами.

Размораживание — это процесс превращения льда, содержащегося в тканях мороженой рыбы, в воду. Температура при этом повышается до 0...-1°С. При размораживании влага, образованная при таянии льда, полностью или частично поглощается клетками тканей. Происходит некоторое восстановление структуры мышечной ткани.

Размораживание рыбы нельзя считать процессом, полностью обратным замораживанию. В зависимости от качества сырья, способов замораживания и длительности хранения в теле рыбы уменьшается количество свободной воды вследствие усушки.

Для снижения потерь массы при размораживании сырье обрабатывают 12%-ными растворами фосфатов, а также протеолитическими ферментами. При этом потери снижаются до 0,5—2%.