POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Wpływ techniki rozmrażania na odwracalność zmian jakościowych w produkcie żywnościowym Andrzej Domian SUCHiKL Sem IX GDAŃSK 2011
SPIS TREŚCI 1. Definicja i cel rozmrażania. 2. Metody rozmrażania. 3. Zmiany jakościowe w rozmrożonej żywności. 4. Wyciek rozmrażalniczy 5. Przemiany enzymatyczne 6. Przemiany mikrobiologiczne. 7. Wnioski Bibliografia 2
1.Definicja i cel rozmrażania. Rozmrażanie jest to stopniowe podwyższanie temperatury wewnętrznej zamrożonych produktów. W wyniku przemiany fazowej i topnienia kryształów lodu następuje zmiana właściwości fizycznych produktu. Celem rozmrażania jest uzyskanie stanu produktu najbardziej zbliżonego do stanu wyjściowego. Produkt po rozmrożeniu powinien być jak najbardziej świeży. W tym celu należy ograniczyć do minimum wyciek rozmrażalniczy, który to przyczynia się do dużych start jakościowych. Także należy ograniczyć zmiany fizyczne, biochemiczne i mikrobiologiczne. Proces rozmrażania można traktować w pewnym stopniu jako proces odwrotny zamrażania, przy uwzględnieniu różnic takich jak: - Czas rozmrażania jest niemal dwukrotnie wyższy niż zamrażania ( ta sama różnica temp. między produktem, a medium), - Współczynnik przewodzenia dla procesu rozmrażażania jest około 3-3,5 krotnie mniejszy niż dla zamrażania -Na początku procesu rozmrażania występuje ciągły wzrost oporu w wymianie ciepła, aż do osiągnięcia temperatury -1⁰C, po której osiągnięciu zapotrzebowanie na energii maleje i opór w wymianie ciepła jest mniejszy, -W produkcie podczas rozmrażania występują znaczne gradienty temperatury - Zagrożenie przegrzaniem zewnętrznych warstw produktu podczas rozmrażania Teoretyczny przebieg procesu zamrażania i rozmrażania przedstawia rys. 1. W procesie rozmrażania możemy wyróżnić trzy fazy: 1. Podgrzanie produktu do temperatury krioskopowej. 2. Właściwe rozmrażanie, gdzie następuje topnienie wymrożonej wody zawartej w produkcie. 3. Podgrzanie produktu do określonej w procesie technologicznym temperatury. 3
2.Metody rozmrażania. -metody tradycyjne ciepło doprowadzane jest do produktu z zewnątrz przez ich powierzchnię poddawaną działaniu powietrza, pary wodnej, cieczy lub bezpośrednio stykającą się z gorącymi płytkami aparatów kontaktowych -metody niekonwencjonalne- polegające na działaniu pola elekromagnetycznego wysokiej częstotliwości, które w określonych warunkach przekształca się w ciepło wytwarzane wewnątrz w całej masie produktów, praktycznie bez przewodzenia 4
3.Zmiany jakościowe w rozmrożonej żywności. Podczas doboru metody rozmrażalnie należy uwzględnić: -czas procesu -wydajność urządzenia -wymiary i kształt produktu -ubytek masy produktów -zakładany sposób dalszego przerobu lub użytkowania -wymagania jakościowe -zapotrzebowanie miejsca -możliwość dezynfekcji W produkcie po rozmrożeniu występują zmiany jakościowe takie jak: Na odwracalność zmian jakościowych mają parametry technologiczne takie jak: 1.szybkość zamrażania > 5cm/h dla produktów sypkich zamrażanych metodą IQF 5
> 0,5 cm/h dla produktów w opakowaniach jednostkowych ok. 0,1 cm/h dla produktów o dużych wymiarach 2. Głębokość zamrożenia, czyli ilość wymrożonej wody i wzrost stężenia soli w niewymrożonych roztworach 3. Wybór racjonalnego procesu rozmrażania. 4. Wyciek rozmrażalniczy. Wyciek rozmrażalniczy jest to część cieczy powstającej w wyniku topnienia kryształów lodu nie wchłoniętych ponownie przez tkanki. Jest to wskaźnik odwracalności zmian jakościowych. Wykorzystanie wycieku rozmrażalni czego do ponownego spożycia: -Wyciek z owoców i warzyw może być bezpośrednio używany z rozmrożonym produktem -Wyciek z mięsa można wykorzystać do sosów lub wymieszać ze środkiem wiążącym i przegotować -Brak możliwości stosowania wycieku z drobiu, z powodu możliwości zarażenie się Salmonellą -Brak stosowania wycieku z ryb (brak możliwości pozyskania wycieku podczas immersyjnego procesu rozmrażania Rys. 2 przedstawia procentową ilość wycieku z truskawek w funkcji czasu. Im 6
truskawki są dłużej zamrożone tym liniowo rośnie ilość wycieku rozmrażalniczego. 4.Przemiany enzymatyczne W produktach rozmrożonych zachodzą przemiany białek, tłuszczów, lipidów, węglowodanów, a także przemiany enzymatyczne. Aktywność enzymatyczna produktów zamrożonych zależy od: -odczynu środowiska (ph), -rodzaju i stabilności enzymów, -lokalizacji w tkankach, -stężenia elektolitów, -innych składników rozpuszczalnch w frakcji cieczowo-tkankowej 5. Przemiany mikrobiologiczne. W produktach rozmrożonych powstają zmiany wyróżników sensorycznych, mikroskładników produktów. Drobnoustroje w produktach rozmrożonych rozwijają się szybciej niż nie zamrażanych, ze względu na rozluźnienie struktury mięśni, wycieku soku. Także wzrost liczby drobnoustrojów po całkowitym rozmrożeniu rozpoczyna się po kilku godzinach. Badania rozmrażania w różnych temperaturach i różnych czasach mięsa wołowego o masie 60 kg pokazują: -Podczas rozmrażania w temp. 5 ⁰C przez 105 godzin powstają psychrofilne dopiero po 20 godzinach w mięsie wołowym bakterie -Podczas rozmrażania w temp. 20 ⁰C przez 40 godzin powstają bakterie zarówno psychrofilne jaki i mezofile, przy czym jest ich dużo więcej niż dla tem 5 ⁰C i powstają szyciej. 7
Wnioski -Wyciek występuje praktycznie we wszystkich rodzajach mrożonej żywności -Rozmiar wycieku zależy głównie od przemian fazowych i formy krystalizacji wody oraz procesów jej osmotyczngo przemieszczania w obrębie tkanek w fazie rozmrażania -Regułą jest większa przeżywalność mikroorganizmów w produktach rozmrażanych mikrofalowo, niż technikami tradycyjnymi - stosowanie opakowań m.in. typu boil-in-bag poprawia walory konsumpcyjne wyrobu i ułatwia procesy przygotowania -Różnice jakości produktów rozmrożonych różnymi metodami są na ogół niewielkie i nie przesądzają o wyższości danej techniki 8
Bibliografia 1. Gruda Z., Postolski J.: Zamrażanie żywności. Wyd. Naukowo- Techniczne, Warszawa 1999. 2. Technika chłodnicza i klimatyzacyjna, Jacek Postolski, październik 10/2008 3. Technika chłodnicza i klimatyzacyjna, Jacek Postolski, luty 2,2009r. 4. Technika chłodnicza i klimatyzacyjna, Jacek Postolski, marzec 3,2009r. 9