При заморожуванні змінюються фізичні і хімічні властивості риби, придушується життєдіяльність присутніх у ній мікроорганізмів, сповільнюється плин ферментативних процесів, що сприяє збереженню мороженої продукції прийнятної якості при тривалому збереженні.
Важливо для якості мороженої продукції і те, з якою швидкістю здійснюється процес заморожування. Швидкість заморожування дуже впливає на бактеріальну флору рибних продуктів. Відзначено, що швидке зниження температури до значень, близьких 0°С, робить що ушкоджує чи навіть смертельний вплив на деякі мікроорганізми, для яких поступове зниження температури в тім же інтервалі і тривале перебування при досягнутій температурі не приносять шкоди. Температурний шок відзначений також і при більш значному зниженні температури, здійснюваному дуже швидко. Шокові явища в області негативних температур досить часто зв'язують з осмотичним шоком, думаючи, що швидка кристалізація замерзаючої вологи волоче різке підвищення концентрації розчинів електролітів у мікробній клітці і порушення життєвої рівноваги, що викликає її загибель.
Поступове і повільне зниження температури продукту, що заморожується, послабляє несприятливий вплив холоду на мікроорганізми. Тому звичайно в повільно заморожених продуктах кількість мікроорганізмів за інших рівних умов виявляється більшим, ніж у швидкозаморожених.
Головними з фізичних змін, які відбуваються в рибі при заморожуванні, є кристалізація води субстрату й у багатьох випадках -- зміна маси мороженої риби (відбувається усушка).
Величина втрати маси продукту при заморожуванні багато в чому залежить від температури процесу (табл. 3), а отже, від швидкості заморожування.
Таблиця 3.
Показники | Зміни при температурі заморожування риби, °С | ||||||
- 10 | - 20 | - 40 | від 80 до 120 | - 140 | - 160 | ||
| Втрати маси мерланга в процесі заморожування, % Стандартне відхилення | 2,8 0,1 | 2,0 0,05 | 1,1 0,05 | 1,0 0,1 | 0,9 0,03 | 0,4 0,01 |
У практиці заморожування рибних продуктів у рідкому азоті найчастіше застосовують попереднє охолодження продукту холодними парами холодоагенту.
Морозильні установки періодичної дії, що працюють на рідкому азоті, являють собою теплоизолированный шафа з полками, на які поміщають продукт, що заморожується, у спеціальних кошиках. Пристрій для розпилення рідкого холодоагенту і система вентиляції, поміщені усередині, забезпечують рівномірне охолодження по всьому обсязі шафи. Продуктивність шафових морозильних установок такого типу 120-250 кг/год, процес заморожування в залежності від виду продукту займає 20--40 хв.
Безупинно діючі морозильні установки, що працюють на рідкому азоті, виконані у виді теплоізольованого тунелю, усередині якого розміщений транспортер з регульованою швидкістю руху. Колектор з форсунками, через які розпорошують рідкий холодоагент, розташовують звичайно в останній третині тунелю.
Морозильні установки, у яких продукти, що заморожуються, попередньо прохолоджують холодними парами азоту, а потім уже зрошують рідким азотом, використовують для заморожування різних харчових і рибних продуктів (рис.1).
Рис. 1. Схема устрою морозилки, що працює на рідкому азоті, з попереднім охолодженням продукту парами азоту:
1 - подача продукту на заморожування; 2 - вентилятори; 3 - пристрій для розпилення рідкого азоту; 4 - теплоізольований тунель; 5 - вивантаження мороженого продукту; 6 - транспортер; А -- секція попереднього охолодження; В - секція заморожування; С - секція вирівнювання температури.
У першій зоні такої морозильної установки (попереднього охолодження) продукт стикається з холодними парами азоту, що утворяться в результаті випару дрібних крапель азоту і переміщуваних вентиляторів у напрямку, протилежному руху продукту. У входу продукту в морозильну установку температура газоподібного азоту звичайно біля мінус 18° С. Стикаючись із продуктом, газоподібний азот прохолоджує його, виконуючи приблизно половину роботи з його заморожування. Попереднє охолодження продукту газоподібним азотом запобігає розтріскування і розшаровуванню продукту при наступному зрошенні його рідким чи азотом зануренні в нього. Коефіцієнт теплопередачі в зоні попереднього охолодження звичайно в межах 15-20 Дж/ (м2 * ч * ДО).
Охолоджений парами азоту продукт далі попадає в другу зону, де піддається впливу рідкого азоту, що розприскується через форсунки. У конструкціях окремих морозильних установок колектори з форсунками, через які подається рідкий азот, передбачені також під сітчастим транспортером, за допомогою якого переміщають продукти, що заморожуються. Коефіцієнт теплопередачі в зоні зрошення продукту рідким азотом близько 150Дж/(м2*ч*°ДО), а в середньому для установки дорівнює 50 Дж/ (м2*ч*°ДО).
Заморожування рибних продуктів рідким діоксидом вуглецю СО2. Рідка вуглекислота є самим доступної з рідких холодоагентів, оскільки неї одержують як побічний продукт у хімічній промисловості (на нафтоочищувальних заводах, при виробництві аміаку й ін.). Застосуванню її як холодоагенту сприяє також те, що вона нетоксична, нейтральна стосовно металів, має високу питому теплоту паротворення, низьку температуру кипіння при атмосферному тиску. Її можна використовувати для заморожування практично будь-яких харчових продуктів в інтервалі температур від мінус 17 до мінус 78,5°С, але найбільш часте заморожування здійснюють при мінус 50 -- мінус 70 С.
При розпиленні рідкої вуглекислоти через форсунки в морозильній установці з кожного кілограма її утвориться 0,48 кг СО2 у виді снігу і 0,52 кг СО2 у виді газу. Цю суміш направляють на продукт, що заморожується, температура якого швидко знижується. Конструкції морозильних установок, що працюють на рідкій вуглекислоті, аналогічні конструкціям морозильних установок, що працюють на рідкому азоті, але дешевше останніх. При використанні рідких вуглекислоти й азоту необов'язкова наявність устаткування, що конденсує, тому що обоє ці газу можна викидати в атмосферу. Економічно вигідно газоподібний діоксид вуглецю повторно конденсувати при температурі мінус 17,7°С. Рідкий діоксид вуглецю є найдешевшим з холодоагентів одноразового застосування, тому до конденсації його звичайно не прибігають.
Установки, що працюють на рідкому діоксиді вуглецю, являють собою чи тунелі спірально-стрічкові морозильні установки. Фірма "Messer Griesheim" випускає універсальні тунельні і спіральні морозильні установки, що працюють як на рідкому азоті, так і на діоксиді вуглецю.
Ряд західноєвропейських фірм, наприклад AGEFKO (ФРН), для заморожування морепродуктів використовує тунельні морозильні установки "Carbo", що працюють на рідкому діоксиді вуглецю й оснащені електронними регуляторами температури в межах від ± 10 до мінус 70° С.
Морозильні установки, що працюють на рідкому діоксиді вуглецю, мають досить високі показники по холодопродуктивності. Спіральні установки займають невеликі площадки, забезпечують безперервність виробничого процесу, прості і надійні в експлуатації, відповідають вимогам техніки безпеки і виробничої санітарії.
Рідкий діоксид вуглецю звичайно зберігають при температурі мінус 20°С и тиску 20,27 * 10s Па. Його можна остудити до мінус 25°С, що дає можливість подавати його по трубопроводах до місця зрошення їм продуктів з температурою мінус 20°С.
Риба і морепродукти, заморожені за допомогою рідкого діоксида вуглецю, відрізняються високою якістю. Після відтавання форма і смакові якості продуктів практично не змінюються, тому що втрат тихорєцького соку майже не відбувається. Усушка продуктів при заморожуванні цим способом звичайно не перевищує 0,3 %.
Застосовуваний для заморожування риби діоксид вуглецю робить сприятливий вплив на заморожений продукт при наступному холодильному збереженні його, що виражається в збільшенні терміну збереження його без помітного зниження якості, значному покращенню зовнішнього вигляду заморожених продуктів. Сприятливий вплив рідкого діоксида вуглецю на харчові продукти виявляється в тому випадку, коли температура продукту в процесі холодильногр збереження трохи вище температури заморожування. Дослідники пояснюють це утворенням біля поверхні замороженого продукту захисної оболонки з газоподібної вуглекислоти, що гальмує окисні процеси в жирах, а також пригнічує гнильну мікрофлору продуктів, перешкоджаючи її росту.
Рідкий діоксид вуглецю подібно рідкому азоту в останні роки успішно використовується для охолодження залізничного рефрижераторного транспорту Артюхова С.А. Интенсификация процесса стерилизации рыбных… С.36-37..
Заморожування рибних продуктів у фреоні-12. Широке поширення за рубежем одержало контактне заморожування рибних і інших харчових продуктів фреоном-12.
Фреон-12 являє собою дихлордифторметан CCl2F високі чистоти, що містить 99,97% основної речовини. Це з'єднання нетоксичне, хімічно інертно (не вступає в реакції з компонентами харчових продуктів навіть при високих температурі і тиску), негорюче, невибухонебезпечне і не викликає корозії металів.
Молекулярна маса фреону -12 120,9, температура кипіння при тиску 1,01325 * 10s Па мінус 30°С, розчинність у воді при 25°С і тому ж тиску складає 0,028 % мас.
Заморожують рибні й інші харчові продукти зрошенням їхнім рідким фреоном-12 чи зануренням у нього. Використання цього холодоагенту дозволено в даний час у США, Канаді, Англії, Швеції, Бельгії і багатьох інших країнах.
З огляду на перспективність і економічність цього способу заморожування, була проведена гігієнічна оцінка риби, замороженої у фреоні-12 контактним способом Леванидов И.П. Технология формованных вяленых…С.26.. Об'єктом дослідження служили тріска і скумбрія, що після заморожування у фреоні-12 використовувалися для згодовування твариною. Тому що при токсикологічних дослідженнях прийнято збільшувати дію токсичної речовини, кількість риби, що вводилося в раціон тварин, складало близько 15% (замість 5% по фізіологічних нормах, що рекомендуються).
Санітарно-токсикологічне дослідження, проведене на 150 білих безпородних пацюках, у раціон яких протягом 11 місяців уключали заморожену у фреоні-12 тріску і скумбрію, показало гарні результати.
Сукупність даних, отриманих при дослідженні риби, замороженої контактним способом у фреоні-12, а також аналіз матеріалів фізіологічного, гістологічного і морфологічного дослідження тварин, що харчувалися такою рибою, дозволили зробити висновок про те, що споживання її не викликає яких-небудь патологічних зрушень у стані організму тварин .Фреон-12 за рубежем частіше застосовують при заморожуванні рибного філе, рибних паличок, а також для поштучного заморожування безхребетних (шийок креветок і лангустів, мускула гребінця, м'яса клемів) у сирому, вареному і панірованому виді. При використанні цього холодоагенту панірування від продукту не відстає, а тендітні продукти не ушкоджуються.
Рис. 2. Схема пристрою морозильної установки, що працює на рідкому фреоні-12:
1 - танк для підігріву холодоагенту; 2 - транспортер для подачі продукту на заморожування; 3 - конденсатор; 4 - транспортер для вивантаження мороженої продукції; 5 - ізольований тунель; 6 - транспортер для заморожування продуктів; 7 - реконденсатор.
Конструкції морозильних установок розрізняються в залежності від виду продуктів, що заморожуються. На мал. 2 показана схема тунельної морозильної установки, що працює на рідкому фреоні-12. Продукти, що заморожуються, поміщають на стрічку транспортера, що подає їх у морозильну установку. При цьому важкі пари холодоагенту використовують для витиснення повітря, що оточує продукт, що надходить у морозильну установку, прагнучи до того, щоб переміщення продукту з повітряного середовища в атмосферу пар фреону відбувалося при мінімальному перемішуванні повітря і пар холодоагенту.
З транспортера, що подає, продукт попадає на сітчастий транспортер, де його зрошують за допомогою форсунок рідким фреоном-12 температурою мінус 30° С. Стикаючись із продуктом, фреон-12 починає кипіти з утворенням пар. По виходу з зони зрошення рідким холодоагентом заморожений продукт попадає на стрічку транспортера для вивантаження мороженої продукції, де з продукту мимовільно випаровуються пари холодоагенту. Температура в цій частині установки досить висока, щоб випарувати фреон-12, але недостатня, щоб розморозити продукт. Звичайно морожені продукти виходять з морозильної установки з температурою біля мінус 18°С.
Холодоагент, що стікає з продукту в процесі заморожування, попадає в реконденсатор, де його фільтруванням звільняють від часток продукту і льоду і відокремлюють гідрати, що утворяться в результаті взаємодії фреону-12 з водою. Холодоагент, вивільнений нагріванням гідратів, повертають в установку для повторного використання. Для регенерації фреону потрібно 90 ккал/кг.
Коефіцієнт теплопередачі при заморожуванні продуктів рідким фреоном у 3--4 рази вище, ніж при заморожуванні в морозильних установках з інтенсивною циркуляцією повітря.
Основні переваги цього способу заморожування наступні: відносно висока швидкість процесу заморожування при безпосередньому контакті продукту з рідким холодоагентом, практично повне усунення втрат за рахунок виморожуванів, поліпшення якості морожених продуктів за рахунок прискорення процесу заморожування, компактність і економічність морозильних установок. Крім того, вартість заморожування харчових продуктів рідким фреоном-12, приблизно в 2-2,3 рази нижче, ніж рідким азотом.
Висока вартість заморожування рибних продуктів у рідкому азоті пояснюється тим, що цей холодоагент дорогий. Незважаючи на це, в усьому світі розширюється використання рідкого азоту й інших рідких холодоагентів для заморожування харчових продуктів.
3.1.3. Холодильне зберігання мороженої продукції з морської риби.
Холодильне зберігання є важливим етапом у збереженні якості і споживчих достоїнств мороженої рибної продукції. Риба значно відрізняється від інших харчових продуктів тваринного походження своєю підвищеною лабільністю, обумовленої особливостями хімічного складу (підвищеним вмістом у жирі високонеграничних жирних кислот, домінацією міозинової фракції в складі її білків) і наявністю високоактивних ферментів у її тканинах.
Низьку стійкість при холодильному збереженні мають багато які пелагічні види риб, особливо сельдєві, анчоусові, макрелещукові, скумбрієві, риба, тунці й ін., термін збереження яких при температурі мінус 18°С не перевищує 3 мес.
Більш стійки при збереженні камбалові, спарові, горбильові, довгохвості риби, морські соми і вугри, тривалість збереження яких без помітного зниження якості досягає при температурі мінус 18°С до 6 міс. Проміжне положення між зазначеними групами риб займають океанічні макрелі, умбрина, пеламиди, корифени і великі тунці.
Найбільше швидко при холодильному збереженні починають перетерплювати зміни ліпіди риби, у результаті чого в рибних продуктах накопичуються продукти окислювання і гідролізу ліпідів (перекісні і карбонільні з'єднання, вільні жирні кислоти й ін.).
Складні і різноманітні зміни білкової і ліпідної частин риби в процесі холодильного збереження згодом починають впливати на органолептичні показники продуктів, викликаючи погіршення смаку й аромату, зовнішнього вигляду і консистенції, знижуючи їхню харчову цінність.
Дослідження, показали, що одним з радикальних засобів збереження якості морожених океанічних риб у процесі холодильного збереження є використання низьких (мінус 30°С -- мінус 50°С) температур.
Вивчення хропіння мороженої риби трьох масових промислових видів, а саме: ставриди (Trachurus trachurus), скумбрії (Scomber scombrus) і сріблистого хека (Merluccius bilinearus) при температурах мінус 18°С, мінус 30°С, мінус 40°С і мінус 50°С показало, що навіть у цих рибах, ліпіди яких містять 59,5-64,7 % неграничних жирних кислот, зниження температури збереження з мінус 18 до мінус 50° С сповільнювало процеси окислювання в 2, 4 і 5 разів (відповідно). Такий же вплив робить зниження температури на гідролітичний процес: при температурі збереження мінус 50°С практично не спостерігали збільшення змісту вільних жирних кислот у жирі ставриди, воно було незначним у жирі хека, а в жирі скумбрії зросло усього в 1,2 рази після 7 міс збереження.
Проведення досліджень показало, що застосування знижених температур збереження до мінус 30°С і нижче сприяє збереженню якості продукції з її при тривалому холодильному збереженні. Скажімо терміни збереження в мороженому виді ставриди, скумбрії і хека при температурі мінус 50°С складають 12 міс.
Оптимальною температурою збереження в більшості закордонних країн вважається температура мінус 30°С, що забезпечує досить високу якість мороженої риби і незначно збільшує витрати на холодильне збереження.
Для гальмування окисних процесів у ліпідах риб при збереженні їх у мороженому виді важливе значення має обмеження контакту поверхні мороженого продукту з киснем повітря, що досягається за рахунок глазурування мороженої рибної продукції водою, спеціальними розчинами, а також за допомогою застосування ефективних покрить на основі полівінілового спирту і пакувальних матеріалів.
При обробці океанічної сировини у вітчизняній і закордонній практиці широке застосування одержало глазурування морожених рибних продуктів, що забезпечує захист м'яса риби від зневоднювання й окисного псування ліпідів. Частіше глазурують морожену рибу водою, іноді в розчини для глазурування додають антиоксиданти.
Розморожування риби. При виробництві продукції з мороженого напівфабрикату великий вплив на її якість робить спосіб розморожування. У процесі розморожування риби відбуваються танення кристалів льоду й усмоктування рідини, що утвориться, тканинами риби. Ніж повніше поглинання тканинами риби рідкої фракції, тим більше розморожена риба по своїх властивостях наближається до свіжої, тим вище її смакові якості і живильна цінність.
Утрати маси при розморожуванні риби значно більше, ніж в інших тваринних харчових продуктів, і при несприятливих умовах можуть досягати 20 %. На величину цих утрат впливають видові особливості риби, умови і тривалість збереження її до заморожування, спосіб заморожування, режим і тривалість збереження після заморожування, спосіб розморожування й інші фактори.
Для скорочення втрат риби в процесі розморожування рекомендуется заморожування риби по можливості здійснювати швидко і відразу ж після її вилову, до настання посмертного задубіння.
