Физико–химические основы производства замороженной кулинарной продукции

Технология быстрозамороженных полуфабрикатов и готовых изделий предусматривает механическую и тепловую кулинарную обработку сырья, порционирование, фасовку и упаковку гото­вых изделий, замораживание.

Под «быстрым замораживанием» понимается кратковремен­ность процесса замораживания, и, в частности, быстрое прохож­дение зоны максимальной кристаллизации воды в продукте в ин­тервале температур от -1 до -5°С.

В промышленных условиях готовые изделия замораживают при температуре от -30 до -35°С в течение 1...5 ч до температу­ры внутри продукта -18°С.

Консервирующее действие замораживания основано на со­четании низкой температуры с превращением подавляющей ча­сти воды в твёрдое состояние — лёд, что в значительной степени замедляет биохимические и микробиологичесие процессы в продукте вследствие снижения уровня активности воды. Благо­даря этому полуфабрикаты и готовые изделия в замороженном состоянии могут храниться несколько месяцев. Однако при за­мораживании жизнедеятельность микроорганизмов только за­медляется (анабиоз), но они не погибают, поэтому после размо­раживания блюда и полуфабрикаты не подлежат хранению.

От места производства, складирования до места реализации необходима организация «холодильной цепи» — перевозка ре­фрижераторным низкотемпературным транспортом, хранение при низких температурах, предотвращающих размораживание, так как повторное замораживание не допускается.

Замороженные продукты могут быть изготовлены только из высококачественного сырья. Качество замороженных фруктов, овощей, картофеля зависит от вида, сорта, условий выращива­ния и сбора урожая, транспортирования и хранения. Качество мяса птицы и дичи — от вида и породы животных, условий вскармливания и убоя. Качество рыбы — от её вида и условий переработки после лова.

Технологические схемы и рецептуры быстрозамороженных полуфабрикатов и готовых блюд несколько отличаются от приня­тых в общественном питании, что объясняется промышленным способом производства, а также учётом изменений, происходя­щих в продукте при хранении, размораживании и разогревании.

Вкус и аромат различных продуктов при замораживании из­меняются по-разному. Так, аромат хрена, душистого перца, ук­суса, имбиря, корицы, гвоздики, каперсов, лаврового листа, тмина, ванили при замораживании не изменяется или несколько усиливается. Вкус и аромат эстрагона, укропа, чабреца, кориан­дра, шалфея и какао заметно усиливаются.

Нежелательные вкусовые изменения обнаружены при замораживании таких пряных овощей и специй, как базилик, карри, чабер садовый, майоран, мускат, горчица, уксус, анис и лимон­ная цедра.

При замораживании не сохраняется структура солёных огур­цов и винограда, изменяется вкус белого перца и чеснока. В от­ношении лука существуют различные мнения. Важную роль здесь играет состояние исходного продукта. Хорошо зарекомен­довали себя зимние сорта лука. Грибы становятся более тверды­ми, приобретая резинистую консистенцию.

Большое значение имеет упаковка быстрозамороженных продуктов. С помощью выбора соответствующей упаковки мож­но увеличить не только срок хранения, но и облегчить процесс размораживания или разогрева. Упаковочные пакеты, изготов­ленные из алюминиевой фольги, позволяют разогревать заморо­женные блюда непосредственно в печах. Готовые продукты в плёнке из полимерных материалов можно варить непосредственно в воде или паром (при микроволновом разогреве алюминиевую фольгу не применяют).

На предприятиях общественного питания находят применение преимущественно аппараты шкафного и камерного типа. Как правило, это аппараты периодического типа. Производительность аппаратов определяется их ёмкостью и температурным режимом (таблица 3.9).

Таблица 3.9 - Техническая характеристика шкафов шоковой заморозки

Модель	Вместимость	Мощность, кВт	Габариты, мм
ВС 50 - 3 AMV	5GN 1/1	0,98	750x700x850
ВС 50 - 4 М	5GN 1/1	1,1	750x700x850
ВС 60 - 2 М	6GN 1/1	1,1	780x730x1485
ВС 100 - 2 М	10GN 1/1	2,1	780x730x1760
ВС 200 - 2 М	20 GN 1/1	4,5	780x1080x1760

Например, в шкафы небольшого объёма продукты помещают индивидуально, выкладывая их на каждую полку или в гастрономических ёмкостях (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 - Шкафы шоковой заморозки «Foinox» (Италия)

Процесс шокового замораживания/охлаждения производится вентилируемым воздухом и контролируется термозондом. Можно применять 2 скорости вентилирования, 3 температурных режима в камере охлаждения: -25°С, -5°С и 0°С (для деликатных продуктов). Температурные режимы: при охлаждении от+70 до+3°С, при заморозке от+70 до -18°С.

Аппараты шоковой заморозки «Foinox» выпускаются с электронным или программируемым блоком управления.

Охлаждённая пища в камере может храниться до 5 дней, замороженная пища и пищевые продукты - соответственно 2 и 12 месяцев.

Срок хранения многокомпонентных готовых блюд определя­ют по компоненту, качественные изменения которого происхо­дят наиболее быстро. Покрытие мяса соответствующим соусом или соком значительно замедляет процесс прогоркания и появ­ление постороннего привкуса. Этот приём в сочетании с пра­вильно подобранной упаковкой препятствует проникновению в пищу кислорода. К соусам, чтобы избежать потерь при размора­живании и комкования после размораживания, добавляют леци­тин, рисовую муку, желатин, альгинат натрия, модифицирован­ные крахмалы и т. д.

Срок хранения при различных температурах блюд, приготов­ленных по определённым рецептурам и технологиям, следует оп­ределять в каждом случае отдельно. Даже небольшие отклонения от рецептуры или технологии могут вызвать значительные изме­нения сроков хранения.

Срок хранения можно увеличить, понижая температуру хра­нения (например, до -30...-40°С), что за рубежом становится нормой.

Способы размораживания. Если размораживание проводят с целью дальнейшей промышленной переработки, то нагрев после размораживания обычно не допускается. Очень часто размора­живание даже не доводят до конца и некоторая часть воды оста­ется в виде кристаллов льда, для того чтобы за время до начала промышленной переработки температура продукта не поднима­лась выше точки замерзания (криоскопической температуры). Благодаря этому скорость размножения микроорганизмов и хи­мических процессов, отрицательно влияющих на качество про­дуктов, понижается.

Во время размораживания быстрозамороженным продуктам необходимо передать значительное количество теплоты. Про­должительность размораживания зависит от того, с какой скоро­стью передаётся продуктам эта теплота.

С точки зрения размораживания способы передачи теплоты можно разделить на две группы. К первой группе относятся спо­собы передачи теплоты к поверхности продуктов от внешней среды путём теплообмена, ко второй — способы, при которых теплота возникает или возбуждается внутри самих продуктов.

В первом случае теплота сообщается продуктам через теплоизлучающую поверхность, горячий воздух или воду, разогретые металлические листы или пар пониженного давления.

Во втором случае теплота сообщается продуктам путём про­пускания электрического тока или возбуждается путём диэлект­рического или микроволнового подогрева.

Скорость размораживания в значительной степени зависит от применяемого метода. Если реализуется метод теплопроводно­сти, размораживание происходит медленно и его продолжитель­ность измеряется часами. Если применяются методы внутренне­го возбуждения теплоты, то процесс идёт быстро и заканчивает­ся за несколько минут.

В методах, основанных на теплообмене и теплопроводности, скорость движения фронта размораживания (см/ч) зависит от величины отношения поверхности к объёму разогреваемых про­дуктов, разности температур между окружающей средой и по­верхностью продуктов, скорости циркуляции окружающей среды (воздуха, воды) и влагосодержания окружающего воздуха. Чем эти показатели больше, тем выше скорость движения фронта.

Следует отметить, что коэффициент теплопроводности про­дуктов уменьшается по мере размораживания, поскольку коэф­фициент теплопроводности льда равен 2,3 Вт/(мК), а воды — не превышает 0,6 Вт/(мК). Процесс размораживания резко замед­ляется, если быстрозамороженные продукты оттаивают прямо в упаковке, поэтому целесообразно упаковку предварительно снять.

В методах, основанных на внутреннем возбуждении теплоты в продуктах, продолжительность размораживания зависит от их электрофизических характеристик (электропроводность, диэлектрическая проницаемость, ёмкость, угловые потери и т. д.) и от параметров установки (частота, мощность, напряженность поля и т. д.).

Наибольшее распространение на практике получили способы размораживания, основанные на теплообмене и теплопроводности.

Самый простой способ размораживания — на воздухе при температуре не выше 20°С, которая препятствует изменению цвета поверхности и размножению микроорганизмов. Поскольку этот способ размораживания наиболее медленный, при высокой температуре воздуха возникает опасность порчи поверхностного слоя, в то время как центр еще не разморозился. В зависимости от количества размораживаемых продуктов иногда требуется производить подогрев воздуха в рабочем помещении.

Продолжительность размораживания зависит от температуры воздуха. Если размораживание проводят циркулирующим возду­хом, то его нецелесообразно нагревать выше 20°С и устанавливать скорость воздушного потока выше 5 м/с. Оптимальное значение относительной влажности воздуха 90 %. Более высокая температу­ра воздуха приводит к повышенному размножению микробов, а более высокая скорость воздушного потока — к усушке.

Размораживание водой проходит относительно быстро, но применяется главным образом только для обработки продуктов в водонепроницаемой упаковке. Используется этот способ и для размораживания упакованного мяса, субпродуктов, а также ры­бы, предназначенных для дальнейшей промышленной перера­ботки. В последнем случае возникает прирост массы на 2...3 %, который, однако, быстро исчезает по мере дальнейшей переработки, и всегда существует опасность выщелачивания раствори­мых в воде ценных питательных веществ.

Получили распространение две модификации способа размо­раживания водой: опрыскивание (распыление) и погружение в проточную воду. Скорость размораживания зависит от темпера­туры воды. При опрыскивании эта зависимость более слабая, чем при погружении.

В случае вакуумного размораживания продукты помещают в сосуд с пониженным давлением, где при температуре примерно 18°С вода испаряется. Размораживание происходит вследствие конденсации водяного пара. Согласно экспериментальным дан­ным с помощью этого процесса, основанного на использовании теплообмена и теплопроводности, удаётся достичь самого быст­рого размораживания.

Некоторые из перечисленных выше методов можно исполь­зовать не только для размораживания быстрозамороженных про­дуктов, но и для их приготовления. К таким методам относятся метод размораживания покоящимся или циркулирующим воз­духом и метод размораживания погружением в воду. Если их используют для размораживания с целью дальнейшего приготов­ления пищи, то следует выбирать как можно более высокую ра­бочую температуру. Например, если соответствующим образом упакованные блюда размораживают путём погружения в воду, то воду лучше нагревать до температуры кипения.

Быстрозамороженные полуфабрикаты и готовые блюда можно размораживать и разогревать в шкафах электрических и газовых плит. Температура воздуха в камере в этом случае должна быть равной 150...218°С, а для выпеченных изделий из теста - 232°С. Есть и особые плиты, сконструированные исключительно для разогрева быстрозамороженных продуктов, которые имеют электрический подогрев и снабжены температурными и временными регулятора­ми. На них пища разогревается за 25 мин до температуры потреб­ления 77°С. Такие плиты широко применяют в самолетах.

В последние годы получили широкое распространение элект­рические шкафы с воздушной циркуляцией (конвектоматы и пароконвектоматы). Благодаря высокой температуре (200...210°С) и быстрой циркуляции воздуха они за короткое время обеспечи­вают равномерное размораживание и разогрев продуктов.

В инфракрасных плитах разогрев производится инфракрас­ными лучами.

Большое количество быстрозамороженных овощей можно разогреть за несколько минут в варочном котле. Удобно исполь­зовать и варочные котлы с повышенным давлением. Некоторые быстрозамороженные продукты можно разогревать непосредст­венно в жире или масле.

Продукты, упакованные в алюминиевую фольгу или плёнку из полимерных материалов, быстро разогреваются внутри за­крытых крышкой и частично заполненных водой кастрюль.

Методы, основанные на внутреннем нагреве, обеспечивают исключительно быстрое размораживание продуктов. Разогрев происходит благодаря поглощению энергии высокочастотных колебаний, которая переходит в тепловую энергию благодаря ди­электрическим свойствам продуктов.

Наиболее распространён микроволновый нагрев при часто­тах 915...2400 МГц. Здесь важно, чтобы продукты были по воз­можности однородными и имели стандартные размеры. Иначе одни их участки будут перегреваться, а другие оставаться неразмороженными.

Чем выше частота колебаний, тем больше напряженность по­ля и тем короче продолжительность обработки.

Влияние параметров размораживания на качество быстрозамороженных продуктов. На качество быстрозамороженных продук­тов наиболее сильное влияние оказывают температура и продол­жительность хранения. Однако все качественные изменения, ко­торые произошли ранее в быстрозамороженных продуктах, за исключением изменения цвета, которое видно и в заморожен­ном состоянии, можно определить и измерить только после раз­мораживания.

Во многих случаях даже изменение цвета также проявляется уже после размораживания (например, побурение косточковых фруктов). Изменение структуры тканей становится заметным только в оттаявшем состоянии. После таяния кристаллов льда коллоидные вещества клеток снова связывают большую часть воды и таким образом более или менее восстанавливают структу­ру тканей, свойственную продукту до замораживания. В то же время несвязанная вода вытекает из быстрозамороженных и от­таявших продуктов. По степени уменьшения способности тка­ней связывать воду, т. е. по количеству вытекшего сока, можно судить о правильности технологии замораживания и хранения. Очевидно также, что скорость размораживания до некоторой степени влияет на эту способность.

С микробиологической точки зрения важно, чтобы размора­живание проходило как можно быстрее и температура поверхно­сти продуктов не поднималась выше 20°С. Продукты не реко­мендуется долго хранить в размороженном состоянии. Их нужно как можно быстрее разогревать до нужной температуры и упот­реблять в пищу.

Некоторую часть быстрозамороженных овощей после размо­раживания используют как приправу или для приготовления са­латов. Однако в основном их до употребления в пищу варят, ту­шат, а иногда и поджаривают. Перед варкой или тушением ово­щи, за исключением овощных пюре, не нужно размораживать. Пюре же следует частично разморозить, иначе внешний слой блока сварится до состояния готовности намного раньше, чем его сердцевина. Потери витаминов при варке быстрозамороженных овощей значительно меньше, чем при варке свежих, поскольку во время бланширования перед замораживанием окислительные ферменты дезактивируются. Чем меньше воды подливают к ово­щам во время варки, тем меньше потери витамина С, а также дру­гих растворимых в воде витаминов и минеральных веществ.

Установлено, что быстрозамороженные овощи варятся на 25...50 % быстрее, чем свежие. Следовательно, основные требования при варке быстрозамо­роженных овощей заключаются в следующем:

для варки быстрозамороженных овощей необходимо сначала вскипятить подсоленную воду, потом положить в неё продук­ты и за 3...6 мин довести до кипения;

овощи не следует предварительно размораживать, необходи­мо использовать для варки как можно меньше воды;

овощи следует загружать в кипящую воду, которую за 3...6 мин снова доводят до кипения.

Время варки отсчитывают от повторного закипания воды. Овощи варят до готовности и сразу подают на стол.

По поводу необходимости предварительного размораживания при pазогреве быстрозамороженных готовых блюд существуют разные мнения. Сторонники предварительного размораживания считают, что в этом случае разогрев становится значитель­но более равномерным, противники размораживания указывают на увеличение численности микроорганизмов при оттаивании готовых блюд. Согласно данным Касея и Фентона, при размора­живании численность микроорганизмов увеличивается в 4 раза. Во всяком случае, с этой точки зрения представляется правиль­ным производить разогрев без предварительного разморажива­ния, естественно, если есть такая возможность.

Для разогрева быстрозамороженных блюд, упакованных в алюминиевую фольгу, чаще всего применяют следующие спосо­бы разогрева: контактный — в печи с электрическими нагрева­тельными плитами; сухим, горячим воздухом; потоком горячего воздуха, насыщенного водяным паром.

Готовые блюда на подносах из синтетических материалов можно разогревать потоком горячего воздуха, насыщенного во­дяным паром; в горячей водяной ванне; в диэлектрическом ап­парате; в микроволновой печи.

Готовые блюда на алюминиевых подносах нельзя разогревать в диэлектрических и микроволновых аппаратах, а продукты на под­носах из синтетических материалов — путём контактного нагрева.

Для разогрева блюд на алюминиевых подносах подходят также бытовые газовые и электрические духовки. Продолжительность разогрева в них 20...30 мин при температуре не выше 240°С, что­бы пища не подгорала, и не ниже 200°С, так как это увеличивает продолжительность разогрева. Если в шкафу создается искус­ственная циркуляция воздуха, то продолжительность разогрева 400-граммового блюда можно сократить примерно до 12 мин.

Пищу, упакованную в пакеты из полиэтилена низкого давле­ния или политерефталата, можно разогреть за 15 мин в кипящей воде. Продукты на подносах из полиэтилена низкого давления также можно разогреть в кипящей воде за 15...20 мин. Продол­жительность разогрева готовых блюд массой примерно 400 г на подносах из искусственных материалов в диэлектрических и микроволновых установках составляет примерно 3 мин.

С микробиологической точки зрения быстрозамороженкые блюда находятся в более благоприятных условиях, чем пиша, приготовленная традиционными способами, поскольку предварительная термообработка, замораживание и морозильное хра­нение до некоторой степени уменьшают количество микрофло­ры. Разогрев до температуры потребления также обеспечивает дополнительное уничтожение микробов.