Конечная температура, до которой надлежит отеплять продукты, зависит от температуры и влажности наружного воздуха. Если воздух очень влажный, конечная температура отепленных продуктов должна быть на 2-3°С ниже его температуры, а если достаточно сухой (с относительной влажностью 40-45%), то эта разница должна составлять 4-5°С. Отепление практически продолжается около 30-40 ч.
Размораживание производят для возвращения продукта в исходное состояние, которое он имел перед замораживанием. При этом находящиеся в продукте кристаллы льда превращаются в жидкость, которая распределяется по ткани, так, как это было до замораживания. Практически достичь полной обратимости процесса замораживания не удается. Способность клеток и волокон к влагоудержанию значительно снижается вследствие травмирования их кристаллами льда и снижения способности белковых веществ к гидратации. Поэтому часть сока вытекает из продукта и теряется.
Применяемы на практике способы размораживания:
· медленное размораживание в воздушной среде при температуре в камере 0…4 С
· быстрое размораживание в воздушной среде при температуре в камере 15…20С
· быстрое размораживание в паровоздушной среде при температуре 25…40С
· размораживание в жидких теплоносителях при температуре 4…20С
Медленное размораживание обеспечивает наилучшее восстановление продукта, равномерное распределение клеточной жидкости. Но низкие скорости размораживания приводят к развитию биохимических и микробиологических процессов, деятельность которых может привести к порче продукта.
Быстрое размораживание применяется в основном для пищевых продуктов, используемых в промышленной переработке (производство колбас, консервов).
30. Пастеризация и стерилизации мясных, рыбных, овощных и плодово-ягодных продуктов
Ряд пищевых продуктов (молоко и жидкие молочные продукты, фруктовые и овощные соки, овощные и мясные консервы, пиво и др.) и полупродуктов биохимических производств являются хорошей питательной средой для многих микроорганизмов, в том числе и болезнетворных, способных вызвать инфекционные заболевания.
Тепловая обработка (пастеризация и стерилизация) таких продуктов и сред играет большую роль в обезвреживании их от микроорганизмов, что очень важно для последующего сохранения высокого качества продуктов или для проведения технологических процессов в биологически чистых средах.
Пастеризация - тепловая обработка продукта с целью уничтожения болезнетворных микроорганизмов, в частности неспорообразующих патогенных бактерий, или снижения общего их количества.
Пастеризацию проводят при нагревании продуктов не выше 100 °С в пастеризаторах. Применяется также как промежуточный процесс в производстве некоторых пищевых продуктов (например, сыра, кефира, простокваши и др.). Иногда в пищевой промышленности применяют пастеризацию и в отношении малокислых продуктов. В этом случае споры микроорганизмов выживают, а уничтожаются лишь сами клетки микроорганизмов. Поэтому такие частично обеспложенные продукты (пастеризованное молоко) не могут долго сохраняться.
Стерилизация - тепловая обработка, предназначенная для уничтожения всех микроорганизмов и их спор. Осуществляется при температурах выше 100 °С в течение определенного времени. Применяется для подавления микроорганизмов в продуктах питания и производственных средах.
Консервы стерилизуют при температурах в диапазоне +75 -120 °С, при этом температура выбирается в зависимости 0т активной кислотности пищевого продукта, влияющей на термоустойчивость микроорганизмов.
В малокислых пищевых продуктах с рН выше 4,2 (овощные, рыбные, мясные консервы) хорошо развиваются всевозможные гнилостные анаэробные и другие микроорганизмы, споры которых очень термоустойчивы (например, возбудители ботулизма). Поэтому такие консервы стерилизуют при температуре выше 100 °С.
Если же активная кислотность продукта высока - рН ниже 4,2 (фруктовые консервы), то достаточно 100 °С и ниже, чтобы подавить плесени и дрожжи, которые хорошо развиваются в кислой среде, но нетермоустойчивы. Кислая среда снижает термоустойчивость спор других микроорганизмов.
Стерилизация пищевых продуктов
В общем значении слова под стерилизацией понимают такую обработку продуктов, при которой в них полностью уничтожаются все микроорганизмы и их споры. Стерилизацию продукта можно обеспечить:
· его нагреванием до высокой температуры;
· обработкой ионизирующим облучением;
· введением химических веществ, вызывающих отмирание микроорганизмов;
· другими способами или комбинацией нескольких способов, например, введением химических веществ с последующим нагреванием до высокой температуры.
В промышленных условиях полной стерилизации пищевых продуктов не достигают -- это требует значительного стерилизующего воздействия. Вполне достаточно, чтобы в продукте не содержались патогенные микроорганизмы и чтобы он был стойким при хранении.
Поэтому в практике консервирования пищевых продуктов их стерилизуют до промышленной стерильности (а не до полной, как это принято, например, в медицине при стерилизации инструмента). После стерилизации в продукте остаются жизнеспособными какое-то количество спор и даже вегетативных форм микроорганизмов.
Число выживших микроорганизмов (спор) зависит от степени стерилизации, которая в свою очередь зависит от назначения консервов, или, точнее, от предполагаемых условий их хранения.
В зарубежной практике в зависимости от степени полноты стерилизации различают три основных вида консервов (иногда используют и более широкую градацию):
· тропические;
· полные консервы;
· пресервы (полуконсервы).
Тропические консервы стерилизуют до полного подавления всех жизнеспособных вегетативных форм микроорганизмов и их спор, включая мезофильные, то есть теплолюбивые бактерии и их споры.
Тропические консервы можно хранить при высокой температуре -- 30--40UC, то есть в оптимальном для развития большинства гнилостной микрофлоры температурном интервале.
Полные консервы, или просто консервы, стерилизуют до подавления всех вегетативных форм микроорганизмов и большинства их спор.
Однако небольшое количество спор мезофильных бактерий остается хотя и сильно ослабленными, но жизнеспособными, и при попадании в благоприятные условия (то есть при неблагоприятных условиях хранения консервов), например, во время хранения консервов при повышенной температуре (30--35°С), они могут размножиться, вызывая тем самым порчу консервов. Поэтому консервы не рекомендуется хранить при температуре выше 25°С.
Пресервы стерилизуют до подавления большинства вегетативных форм микроорганизмов. Небольшое количество вегетативных форм мезофильных микроорганизмов и большая часть спор остаются жизнеспособными и легко развиваются при комнатной температуре. Поэтому пресервы хранят при низкой положительной или высокой отрицательной температуре, в большинстве случаев при температуре около 0°С.
Отечественная промышленность в основном вырабатывает полные, или просто консервы, и пресервы. В небольших количествах по специальным заказам вырабатываются консервы для жаркого климата, по микробиологическим показателям сходные с тропическими консервами.
Наибольшее распространение в промышленности имеет стерилизация продуктов воздействием высокой температуры. Естественно, что после стерилизации продукт не должен соприкасаться с воздухом или иной средой, содержащей микроорганизмы, чтобы не произошло так называемого вторичного, или повторного, обсеменения. Следовательно, стерилизованные продукты, получившие название "консервы", должны упаковываться в герметически упакованную тару.
Таким образом, к консервам относятся пищевые продукты, упакованные в металлические, стеклянные, пластмассовые, ламинированные или комбинированные из этих материалов емкости, которые после заполнения этих емкостей или до того путем обработки теплом стали устойчивыми при хранении.
К консервам относят также пресервы, которые отличаются от собственно консервов меньшей устойчивостью при хранении.
Сушка мясных и рыбных продуктов
При тепловой сушке мяса его свойства сильно изменяются, так что в промышленных масштабах этот метод обработки не применяют, за исключением сушки колбас и мясных компонентов при изготовлении пищевых концентратов.
Влияние процесса сушки на свойства продуктов
Повышение температуры продукта в период падающей сушки отражается на его свойствах в значительно меньшей степени, чем при тепловой, так как термоустойчивость белковых веществ при уменьшении в них влаги значительно повышается. При оптимальных условиях сушки температуру продукта повышают, когда содержание влаги в высушенном слое снижается до 15% и меньше.
Температура сублимации
Температура сублимации (то есть температура сушки) определяется в зависимости от количества вымерзшей воды. После достижения криоскопической температуры в продукте начинает вымерзать или кристаллизоваться вода, в результате чего концентрация оставшейся жидкой фазы повышается, а ее криоскопическая температура понижается. При дальнейшем понижении ее количество вымерзшей воды увеличивается, но часть ее остается в жидком состоянии до достижения криогидратной температуры. В продуктах животного происхождения и рыбных содержится незначительное количество хлористого кальция, криогидратная точка водного раствора которого --55°С, поэтому полное вымерзание воды в таких продуктах возможно при температуре ниже указанной.
Сублимационная сушка
Все большее развитие получает сушка пищевых продуктов в замороженном состоянии в условиях глубокого вакуума. Сублимационная сушка становится интенсивной только в условиях глубокого вакуума при значительном подводе теплоты.
Сушка инфракрасными лучами
Для сушки растительных пищевых материалов практическое применение получили коротковолновые инфракрасные лучи (ИКЛ) с длиной волны около 1,6--2,2 мкм. При сушке ИКЛ к материалу подводится тепловой поток в несколько десятков (от 30 до 70) раз мощнее, чем при конвективной сушке.
Контактный способ
Контактный способ сушки основан на передаче теплоты материалу при соприкосновении с горячей поверхностью. Воздух при этом способе служит только для удаления водяного пара из сушилки, являясь влагопоглотителем. Температура в разных слоях материала различна: наибольшая -- у слоя, контактирующего с греющей поверхностью, наименьшая -- у наружного слоя. Влагосодержание в процессе контактной сушки постепенно увеличивается от слоев, соприкасающихся с нагретой поверхностью, к наружным слоям. Таким образом, скорость контактной сушки определяется только градиентом температуры, градиент влагосодержания оказывает тормозящее действие на перемещение влаги к поверхности материала.
Сушка жидких материалов в распыленном состоянии
Распылительные сушильные установки широко применяются в молочной промышленности для сушки молока, молочных продуктов детского питания, а также для сушки яичной массы и других продуктов. В этих установках создается большая площадь поверхности испарения мелкодисперсных частиц раствора, которые обезвоживаются в потоке горячего воздуха (площадь поверхности 1 кг раствора в результате распыления увеличивается в несколько тысяч раз, достигая 600 м2).
Сушка во взвешенном состоянии
Влажные частицы крупнозернистого материала переходят в кипящий слой при большей критической скорости воздуха и меньшем сопротивлении слоя, чем сухие частицы. Это объясняется большими силами сцепления влажных частиц, что приводит к образованию агрегатов и многочисленных каналов между ними.
Конвективный способ сушки пищевых продуктов
Сушке этим способом подвергают кусковые и зерновые материалы. В качестве сушильного агента применяются нагретый воздух, топочные газы или перегретый пар. Сушильный агент передает материалу теплоту, под действием которой из материала удаляется влага в виде пара, поступающая в окружающую среду. Таким образом, сушильный агент при конвективной сушке является теплоносителем и влагопоглотителем.
Способы сушки пищевых продуктов
Жидкие пищевые продукты можно высушить на распылительных установках с тонкой степенью распыла. Получающийся при этом сухой продукт после обводнения по вкусовым и технологическим свойствам вполне сравним с нативным продуктом.
Влияние сушки на свойства продукта
Для удаления влаги при сушке к продукту должно быть подведено тепло, действие которого на продукт рассмотрено в разделе "Тепловая обработка пищевых продуктов". При сушке механизм действия тепла на продукт такой же, как и при тепловой обработке. Однако нагрев продукта осуществляется до более низкой температуры, так что потери питательных веществ обычно небольшие.
Процесс влагопереноса
Химический состав пищевых продуктов, а для мясных и рыбных -- технологические свойства мышечной ткани оказывают заметное влияние на влагоперенос при их сушке.
Сушка как метод консервирования пищевых продуктов
Химически связанная, или гидратационная, вода наиболее прочно связана с материалом химическими связями, обладает максимальной энергией связи с материалом. Так как гидратационная вода химически связана, она утрачивает обычные свойства, то есть не растворяет химические вещества, имеет более низкую температуру замерзания и более высокую температуру кипения.