Wpływ warunków przechowywania i transportu żywności mrożonej

Gdańsk 13.02.2011r
WSPÓŁCZESNE TECHNIKI
ZAMRAŻANIA
Temat: Wpływ warunków przechowywania i transportu
żywności mrożonej na jakość konsumpcyjną produktów.
Dariusz Paciorkiewicz
SUChiKl sem.IX
Wydział Mechaniczny
Jeszcze 50 lat temu zamrażanie nie było tak powszechną metodą
utrwalania żywności jak jest w chwili obecnej. Marchew trzymano całą zimę w
piwnicy, o ile temperatura i wilgotność powietrza były odpowiednie,
wytrzymywała do wiosny i smakowała jak świeża. Truskawki i wiśnie
zaprawiało się w słoiki. Dzisiaj idąc do sklepu możemy kupić mrożone owoce i
warzywa, mięso, ryby, a nawet całe gotowe potrawy. Zamrozić można
wszystko, jednak czy każdy produkt nadaje sie do tego aby go zamrozić. Na
pewno nie najprostszym przykładem jest mleko, podczas zamrażania zachodzą
w nim nieodwracalne zmiany, to co otrzymujemy po odmrożeniu mleka już nie
przypomina ani wyglądem, ani smakiem, ani zapachem.
Kolejnym przykładem są surowe ziemniaki, również nie można ich
mrozić ponieważ zachodzą w nich nieodwracalne reakcje, wydziela się zawarta
w nich skrobia i stają się słodkie. Dlatego frytki które są obecnie powszechnie
mrożone, są najpierw smażone tak aby nie został w nich ani kawałek surowego
ziemniaka, ponieważ gdyby za słabo je usmażyć po ich odmrożeniu i usmażeniu
do końca byłyby słodkie.
Innym przykładem są surowe buraki. Buraki kiedy długo leżą po
wyrwaniu ich z ziemi tracą cukier, czyli nie można ich zostawić w piwnicy tak
jak marchew przez całą zimę bo na wiosnę będą gorzkie, mrożenie nie zahamuje
tego procesu. Dlatego mrozi się tylko przechowuje się i mrozi gotowane buraki.
Jednak takich przypadków jak opisane powyżej jest niewiele, dlatego
mrożenie żywności stało się tak powszechne. Zasadniczym pytaniem jest to jak
to wpływ na jakość produktów?
Zanim odpowiemy na to pytanie należy zdefiniować jakość. Najprościej
można powiedzieć że jakość to zapach, smak i wygląd produktu. Bardziej
technicznie: spoglądając na produkty odmrażane, oceniając ich jakość mierzymy
wielkości takie jak: ususzka, oparzenia mroźnicze, zmiany fizyczne, chemiczne i
biologiczne – przemiany białek, tłuszczów, węglowodorów, mikroorganizmów.
Na jakość wpływa nie tylko metoda zamrażania, duży wpływ mają
również: metoda odmrażania, przechowywanie w odpowiednich warunkach
(temperatura i wilgotność), opakowanie w którym się zamraża i przechowuje
produkt, jakość i stan produktu przed zamrożeniem.
Jakość mrożonej żywności w istotny sposób zależy od klimatycznych
warunków przechowywania. Rozumiemy przez to parametry fizyczne
wilgotnego powietrza w obrębie komory.
Jakość mrożonej żywności zależy od:
• temperatury powietrza w komorze
• wilgotności powietrza w komorze
• ciśnienia powietrza w komorze
• innych czynników
Wpływ podstawowych parametrów powietrza na mrożoną żywność
Wpływ temperatury powietrza na mrożoną żywność:
przebieg procesów fizycznych
kinetyka reakcji chemicznych i biochemicznych
aktywność życiowa drobnoustrojów
zmiany strukturalne
Wpływ wilgotności powietrza na mrożoną żywność:
procesy parowania wody
procesy sublimacji wody
Wpływ ciśnienia powietrza na mrożoną żywność:
tempo wymiany lotnych substancji aromatycznych
Wilgotność powietrza w komorze chłodniczej:
• w normalnych warunkach kształtuje się w zakresie 95-98%
• przy nie zmienionych pozostałych warunkach dopływ wilgoci wzrasta
wraz z dopływem ciepła
• przy odprowadzaniu ciepła z pomieszczeń chłodzonych spadkowi
temperatury towarzyszy zmniejszenie zawartości wilgoci w powietrzu
obiegowym
• wilgotne powietrze w zetknięciu z powierzchnią parownika schładza się
poniżej stanu nasycenia i oddaje nadmiar zawartej w nim wilgoci
• warunki klimatyczne pozostają w stanie równowagi, gdy ilość ciepła i
wilgoci dopływające do pomieszczenia jest równa ilości ciepła i wilgoci
odprowadzonej przez układ chłodniczy
Podstawowe pojęcia określające przydatność do spożycia produktów
mrożonych
Okres zachowania dobrej jakości HQL (High Quality Life)
HQL jest to czas od momentu zamrożenia do momentu, w którym 70%
doświadczonych degustatorów potrafi odróżnić badany produkt od próbki
kontrolnej (produkt świeży, tuż po zamrożeniu lub przechowywany w temp.
<-40oC). Wraz z obniżeniem temperatury wartości współczynnika zwykle
maleją.
Grupy trwałości produktów zamrożonych:
• grupa ograniczonej trwałości 6-9 miesięcy
• grupa średniej trwałości 9-12 miesięcy
• grupa dużej trwałości 11-15 miesięcy w maksymalnej dopuszczalnej
temperaturze -18oC
Rys. Okresy HQL mrożonej Żywności w różnych temperaturach (wg prospektu
firmyFrigoscandia)1-szpinak, 2-groszek, 3-maliny, 4-truskawki, 5-kurczęta, 6wołowina, 7-wieprzowina, 8-ryby tłuste, 9-ryby chude
Praktyczny okres przechowywania PSL (Practical Storage Life)
PSL jest to czas, który upływa od momentu zamrożenia do momentu, w którym
obniżenie jakości powoduje uniemożliwienie jego sprzedaży na określony rynek
lub przerób w zamierzonym procesie.
Okres PSL jest kilkakrotnie dłuższy od okresu HQL.
Przykład: dla temp. -20oC dla ryb chudych:HQL=4, PSL=15
Wskaźnik dobowego spadku jakości Ai
Ai=(1/τi)*100%
τi – łączny czas zachowania dobrej jakości
Orientacyjne wartości wskaźnika dla różnych temperatur przechowywania
Temperatura , oC
Wskaźnik dobowego spadku jakości, %
-8.5
0.025
-11
0.02
-14
0.015
-18.5
0.01
-26
0.005
-30
0.0012
Wpływ wahań temperatury powietrza w komorze na temperaturę wewnętrzną
przechowywanych
produktów
(skrzynio-paleta
o
wymiarach
100x120x135cm),(wg Salvadori; Advantages of the use of Z-transfer functions
to improve the quality of stored frozen foods. XIXth Int. Congr. Refrig. Haga
1995. Proceed. II, s. 339-346), 1 – temperatura powietrza w komorze, 2 –
temperatura produktu w narożach skrzyni, 3 – temperatura produktu w
środkowej partii towaru
Wahania temperatury intensyfikują niekorzystne zmiany fizyczne:
• procesy powierzchniowej sublimacji wynikające z naruszenia procesów
wymiany ciepła i masy w obrębie komory
• zmiany układu krystalizacyjnego – powierzchniowe rozmrażanie
kryształków lodu i ponowne wymarzanie powstającej wody
• zmiany strukturalne:
w tkankach roślinnych w obrębie łańcuchów celulozowych
w tkankach zwierzęcych w ich łańcuchach białkowych
Inne czynniki wpływające na jakość mrożonej żywności
• czynniki TTT (Time – Temperature Tolerance) określające zależności
temperaturowo – czasowe szybkości zmian zachodzących podczas
procesów obróbki zamrażalniczej produktów
• czynniki PPP (Product, Processing, Packaging) określające wpływ
surowców I świadomie podejmowanych zabiegów technologicznych
• pozostałe parametry: ruch powietrza, częstość wymiany, sposob
rozprowadzania
• jakość stosowanych produktów, ich opakowanie, proces przerobu
• dostęp tlenu i światła (powodujący zmiany wyróżników sensorycznych i
mikroskładników produktów: barwy, zapachu)
Podsumowująć: problem jakości i trwałości mrożonych produktów jest
zagadnieniem bardzo skomplikowanym. Wpływa na niego wiele czynników,
często trudnych do zapewnienia w danych warunkach. Zagadnieniem
kluczowym jest optymalizacja warunków przechowywania mrożonej żywności,
a także opracowanie technologii najbardziej korzystnego łańcucha chłodniczego
dla danego produktu. Ważnym elementem w tej dziedzinie jest rozwój
wspomagających czynników technologicznych: produkcja nowoczesnych
opakowań, stosowanie systemów zapewniających utrzymanie odpowiednich
parametrów powietrza w komorach chłodniczych czy udoskonalanie pod
względem technologicznym miejsc składowania produktów zamrożonych.