Замораживание пищевых продуктов

Перед сублимационной сушкой пищевые продукты замораживают. Условия замораживания влияют на качественные показатели высушенных продуктов и на продолжительность процесса сушки. Степень изменения свойств продукта при замораживании зависит от его исходных свойств, глубины к скорости замораживания. Максимальное сохранение исходных свойств большинства пищевых продуктов может быть достигнуто при быстром замораживании в условиях низких температур.

Изменение свойств материала в процессе замораживания связано непосредственно с кристаллообразованием и явлениями, сопутствующими кристаллизации льда.

Размер, количество и распределение кристаллов зависит от глубины и скорости замораживания. При медленном замораживании образуются единичные крупные кристаллы во внеклеточном пространстве, которые могут повреждать структурные элементы ткани. При быстром замораживании образуются мелкие равномерно распределённые кристаллы.

При медленном замораживании продукта возможно диффузионное перемещение веществ вследствие возникающей разности их концентрации, обусловленной выделением части воды в виде льда в зонах с отрицательной температурой. Указанное явление нарушает обычное соотношение компонентов в тканях.

Одна из основных причин изменений свойств пищевых продуктов при замораживании – денатурация некоторых белковых веществ и растворение липопротеннов под влиянием повышения местных концентраций электролитов вследствие выделения льда.

Изменения состояния нативных белковых веществ под влиянием повышенных концентраций солей обнаруживаются при замораживают как животных, так и растительных тканей. При этом повреждающее действие повышенных концентраций солей проявляется в меньшей степени при более низких температурах. Поэтому наименьшие изменения исходных свойств продуктов в процессе замораживания будут при температурах, соответствующих криогидратной точке.

Быстрое замораживание пищевых продуктов позволяет хорошо сохранить гистологическую структуру и коллоидные свойства материала.

Выполненные X. Ванг и другими исследования гистологической структуры мышечной ткани, которую перед сублимационной сушкой замораживали при разных режимах, показали следующее. Медленное замораживание сопровождается образованием единичных крупных кристаллов, сжимающих мышечные волокна. При быстром замораживании кристаллообразование происходит внутри мышечных волокон. При очень низких температурах замораживания величина равномерно распределенных кристаллов чрезвычайно мала и гистологическая картина мышечной ткани, обезвоженной сублимацией, мало отличается от обычной.

Изменение физико-химических свойств мяса и рыбы при замораживании зависит не только от режимов холодильной обработки, но и от степени развития автолитических процессов в мышечной ткани.

В соответствии с особенностями кристаллообразования гистологическая структура мяса разных стадий автолиза имеет свою специфику. В исследованиях Н.А. Налетова в мясе сублимационной сушки со сроком автолиза 24 ч выявлена своеобразная вакуолизация с цепным расположением вакуолей по длине мышечного волокна. После регидратации такого мяса мускульные волокна имеют многочисленные щелочки вакуолей.

Порозность мяса, замороженного и высушенного на четвёртые и восьмые сутки автолиза, связано главным образом с отделением мускульных волокон одного от другого, а не с образованием вакуолей внутри мускульных волокон. После восстановления такие волокна по толщине и очертанию наиболее близки к норме.

При выборе режимов замораживания необходимо учитывать, что характер кристаллообразования влияет не только на качественные показатели высушенного продукта, но и на продолжительность процесса сушки. Скорость сушки медленно замороженных продуктов вследствие перераспределения жидкой фазы в структуре ткани и образования крупных кристаллов в межклеточном пространстве будет больше скорости сушки быстрозамороженных продуктов. Увеличение же продолжительности завершающей стадии сушки связано с возможностью более глубоких изменений свойств высушиваемого материала.

Таким образом, при сублимационной сушке пищевых продуктов образование чрезмерно мелких кристаллов не желательно, так как в этом случае увеличивается продолжительность сушки и последующей регидратации высушенного продукта.

Вопрос об оптимальных режимах замораживания отдельных видов пищевых продуктов с точки зрения их качества и продолжительности процесса сушки нуждается в дальнейшем исследовании. Однако в первом приближении для мясопродуктов можно рекомендовать скорость понижения температуры (при замораживании) 1,5…2° в час.

Пищевые продукты в зависимости от их свойств замораживают перед сублимационной сушкой либо в специальных камерах при атмосферном давлении, либо непосредственно в сублиматоре за счёт интенсивного испарения части влаги в результате непрерывно повышающегося вакуума.