Два актуальных направления в области переработки и хранения плодоовощной продукции

"Способы переработки фруктов, овощей, плодов, ягод и картофеля разнообразны. Однако, по моему мнению, хранение плодоовощной продукции в свежем виде и быстрое замораживание фруктов и овощей являются сегодня двумя наиболее приоритетными направлениями в развитии современного агропромышленного хозяйства. Только при использовании этих способов переработки плодоовощная продукция сохраняет в полной мере все свои полезные и органолептические свойства".

Рынок фруктов и овощей требует хорошего качества каждый день. Этот рынок имеет потребность в яблоках, землянике, клубнике, бананах, вишнях, овощах, и самое главное - все эти фрукты и овощи должны иметь такое качество, будто бы только что з грядки или сада.

В то же время, процесс хранения или переработки должен поддерживать органолептические качества, что должно позволить не терять витамины, минералы, а также сохранить биологические и диетические характеристики фруктов и овощей.

Hа нашей земле вырастает множество всяких овощей, плодов, зеленных, бахчевых, ягод, в общем, всего того, что представляет основу рационального питания, что специалисты называют сегодня "сочное растительное сырье".

Именно это сырье и должно составлять 90% составной части питания в каждой возрастной группе - от мала до велика.

По мнению специалистов, каждому человеку за год надо съесть приблизительно 103 кг овощей в перечислении на свежие продукты.

Однако в данное время потери урожая, в том числе и плодоовощных продуктов, уже на стадии хранения составляют свыше 25%.

Основной причиной этих потерь наряду с мелкими грызунами и насекомыми являются разные микроорганизмы (плесень, стрептококки, грибки, споровые бактерии и др.) и просто недостаточное или некачественное обеспечение холодильными складами и хранилищами.

Развитие современного агропромышленного хозяйства наряду с получением высоких урожаев ставит проблему продолжительного хранения и качественной переработки сельхозпродуктов.

В связи с этим одной из наиболее важных задач является задача разработки новых технологий хранения и переработки урожая, при которых потери урожая были бы сведены к минимуму. При этом внешний вид и полезные свойства продуктов, находящихся на длительном хранении, сохранялись бы в естественном и неизменном виде на протяжении всего срока хранения.

Успех хранения плодоовощной продукции зависит от того, какие условия будут созданы для хранения. Созданием оптимальных условий хранения можно повысить лежкость плодов и овощей и, наоборот, при нарушении режима хранения можно полностью потерять лежкую продукцию.

Процесс предварительного охлаждения плодоовощной продукции является основным условием и залогом сохранения качества плодоовощной продукции при ее закладке на продолжительное хранение или дальнейшей переработке.

Охлаждением можно удлинить хранение фруктов и овощей лишь на короткое время. На практике это используют лишь при продолжительном складировании сырья перед обработкой. Температура складирования должна быть минимальной, что как можно ближе находиться над точкой замерзания. С точки зрения угнетения всех биохимических реакций удобно складировать при низких температурах и готовые продукты. Лучше сохраняются их естественные и органолептические свойства.

Основные факторы успешного хранения в холодильных камерах, складах и хранилищах - это температура, влажность и состав газовой среды.

Температуру хранения подбирают с учетом биологических особенностей культуры, сорта, степени зрелости и назначения: для потребления в свежем виде - одна, для переработки - вторая, для семенных целей - третья.

Для большинства видов плодоовощной продукции оптимальные температуры для хранения находятся в пределах от 0 до 8°С.

• Температура при хранении должна быть такой, при которой процессы жизнедеятельности были бы сильно приостановлены, но не проявлялись физиологические разлады. Кроме того, нужно помнить, что сочная растительная продукция из-за большого содержания воды при снижении до отрицательных температур может замерзать.
• Температура замерзания у баклажанов, огурцов, перца, томатов -0,5°С, картофеля -0,7°С, моркови, репы, тыквы -1°С, капусты белокачанной, груш, яблок -1,5°С, лука от -2 до -3°С.
• Большинство видов плодоовощной продукции не выдерживают даже легкого подмораживания (картофель, огурцы, томаты) и после оттаивания быстро поражаются болезнями.
• У некоторых видов (капуста, лук) ткани имеют способность при оттаивании после легкого подмораживания "отходить", т.е. восстанавливать тургор и нормальный обмен веществ.
• Повторное замораживание и размораживание приводят к повреждению тканей и поражению болезнями. Подмороженные плоды и овощи темнеют, изменяют вкус.
• Картофель, яблоки, рябина, брусника приобретают сладкий вкус.
• Плоды и овощи, которые сохраняются насыпью или в мелкой таре, охлаждаются значительно быстрее, чем при хранении толстым слоем или в большой таре.

От влажности среды зависит свежесть продукции, тургор ее клеток. Видимое увядание у зеленных овощей наступает при потерях влаги 1,5-2,5%.

• Для большинства видов продукции относительная влажность воздуха должна находиться в пределах 85-95%, но и здесь существуют расхождения в зависимости от культуры и других факторов.
• Наиболее требовательны к высокой влажности (96-98%) среды зеленные овощи, капуста, яблоки некоторых сортов (с тонкой кожицей и незначительным восковым налетом), редис, морковь.
• В то же время, для хранения репчатого лука и чеснока лучше подходит более низкая влажность (70-80%). Чем суше воздух, тем быстрее теряется влага из продукции, снижается масса и качество при хранении.
• А слишком высокая относительная влажность воздуха опасна тем, что при снижении температуры продукция может отпотевать. Появление капельной влаги на поверхности объектов хранения оказывает содействие быстрому прорастанию спор грибов и загниванию продукции.
• Отпотевание продукции происходит при колебаниях температуры при хранении, поступлении теплого и влажного воздуха к холодной продукции (достижение точки росы).

Состав газовой среды влияет на характер и интенсивность дыхания плодоовощной продукции при хранении и, в результате, на сохраняемость.

• Если продукция сохраняется в герметичных емкостях, то за счет дыхания самих плодов и овощей происходит накопление СО₂ и уменьшение количества О₂, снижается интенсивность дыхания, замедляется созревание и старение.
• Существуют несколько способов хранения плодов в полимерных селективно-проницаемых пленках: в мелких упаковках (полиэтиленовых пакетах и мешках), в ящиках с полиэтиленовыми вкладышами, контейнерах-мешках с диффузными вставками, под полиэтиленовыми накидками с силиконовыми вставками.

Хранение в модифицированных газовых средах (МГС) и регулируемых газовых средах (РГС) типа (CA/ULO) позволяет снизить потери в 2-3 раза, увеличить сроки хранения плодоовощной продукции от 2-3 до 6-8 месяцев и является при этом одним из наиболее актуальных способов сохранения качества продуктов, которые хранятся.

Хранение в обычных условиях допускает обычная воздушная среда с нормальным содержанием в атмосфере кислорода, углекислого и др. газов. Суммарное содержание кислорода и углекислого газа в воздухе составляет около 21%.

Хранением в регулируемой газовой среде считают хранение плодов в среде с определенной концентрацией СО₂ и кислорода при определенной температуре. При этом тот или иной газовый режим подбирается таким образом, чтобы сохранить нормальный дыхательный газообмен, а также правильное соотношение между температурой и состоянием плодов.

Плоды, помещенные в замкнутую среду, благодаря естественному дыхательному обмену изменяют парциальное давление СО₂ и кислорода в окружающей атмосфере. По мере хранения плодов количество кислорода в атмосфере снижается и, соответственно, снижается его парциальное давление. В связи с этим дыхание плодов замедляется.

Концентрация СО₂ при этом возрастает. Но при определенных условиях слишком низкое содержание в окружающей среде кислорода и высокое содержание СО₂ (свыше 10%) у некоторых видов продуктов может вызвать физиологические разлады.

В регулируемой газовой среде в сравнении с хранением в обычной воздушной среде лучше сохраняется качество плодов, дольше сохраняется зеленый цвет, замедляются гидролитические процессы распада протопектина (плоды дольше остаются твердыми).

Для замедления процессов созревания и удлинения сроков хранения плодов с одновременным сохранением их высокого качества необходимо создавать каждому сорту соответствующий газовый режим хранения.

В зависимости от состава газовой среды различают 3 основных типа регулируемой атмосферы:

• Традиционная регулированная атмосфера (Traditional Controlled Atmosphere) - содержание кислорода 3-4%, углекислого газа - 3-5%.
• С низким содержанием кислорода LO (Low Oxygen) - 2-2,5% О₂ и 1-3% СО₂.
• С ультранизким содержанием кислорода ULO (Ultra Low Oxygen). Содержание кислорода в камере меньше 1-1,5%, содержание СО₂ - 0-2%. Установлено, что при низкокислородном хранении лучше сохраняются твердость, свежесть, кислотность плодов, снижается или полностью устраняется вероятность поражения загаром.

Существуют разные технологии создания газовой среды и хранение плодов в регулируемой газовой среде:

• Технология быстрого снижения концентрации кислорода RCA (Rapid Controlled Atmosphere). С момента загрузки камеры концентрация кислорода снижается до 2,5-3% за 1-3 дня.
• ILOS (Initial Low Oxygen Stress) - сверхбыстрое снижение уровня кислорода в камере за короткий промежуток времени.
  • На практике реализуется технология ULO + ILOS для хранения яблок, например, Голден Делишес. Снижение содержания кислорода с 21 до 5% осуществляется за 8-10 часов с момента загрузки камеры.
  • Состав атмосферы поддерживается на уровне 0,9% О₂ и 1,2% СО₂. Управление осуществляется с помощью компьютеризированной системы контроля. После семи месяцев хранения достигаются лучшие результаты по хранению продукции в сравнении с традиционной газовой средой.
• LECA (Low Ethylene Controlled Atmosphere). В данной технологии предусмотрено снижение уровня этилена в камере с помощью каталитического конвертера этилена. Установлено, что снижение уровня этилена и поддержание его на уровне ниже 1ppm способствует лучшему сохранению твердости и подавляет развитие загара. Эта технология довольно широко используется для хранения яблок, киви, груш, цитрусовых.

Вторым приоритетным направлением переработки (консервирование) плодоовощных продуктов, основанным на обезвоживании тканей плодов и овощей путем преобразования влаги, которая содержится в них, в лед, является способ быстрого замораживания плодоовощной продукции, или так называемое шоковое замораживание.

При замораживании происходит почти полное прекращение деятельности микроорганизмов, большинство из которых гибнет. Это наиболее эффективный способ консервирования плодоовощной продукции.

Быстрозамороженные продукты

Быстрозамороженные продукты, полуфабрикаты и готовые блюда пользуются популярностью во всем мире.

Их потребление в таких странах, как Великобритания, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Швеция, Швейцария, США и Япония составляет от 40 до 100 кг в год на человека. Причем ежегодно производство в этих странах увеличивается на 5-7%.

В мировой практике ассортимент продуктов, которые консервируются с помощью быстрого замораживанием, чрезвычайно широк. Причем каждая страна вырабатывает, прежде всего, продукты, специфические для данного района, климата, традиций.

Последними годами особенно интенсивно вырабатываются быстрозамороженные:

• Плоды, ягоды, овощи, бахчевые, зелень и комбинации из них;
• Готовые первые и вторые блюда, пироги, булочно-кондитерские изделия;
• Полуфабрикаты (мясные, рыбные и др.) типа антрекотов, бифштексов, гамбургеров, котлет, палочек, сосисок, пельменей и вареников;
• Десерты, соки, пудинги, желе, мороженное и т.п.

В чем же привлекательность быстрозамороженных продуктов:

• Продукт почти полностью свободен от несъедобных включений. Он, в сущности, "безотходный" (кроме упаковки); практически не отличается от свежего, сохраняет все исходные, натуральные свойства; по своей сути является диетическим, кондиционным; расфасованный, дозированный, порционный;
• Это удобно для любого потребителя;
• Для торговли, общественного питания, для конечного потребителя быстрозамороженный продукт является стратегическим.
• Он не требует внимания при хранении и всегда готов к употреблению;
• Подобный продукт требует минимального времени (минуты) и работы для его приготовления.

Технология шокового замораживания открывает совсем новые возможности. Она выводит бизнес на более высокую степень его развития.

Быстрое замораживание позволяет отсрочить реализацию сельскохозяйственной продукции во времени и перенести место реализации в пространстве.

Например, для хозяйств - это возможность часть своей продукции заморозить и реализовать ее непосредственно потребителю по более высокой цене, чем свежая, в любом месте и в любое время.

Процесс замораживания плодоовощной продукции

При замораживании фрукты и овощи охлаждают ниже температуры, которая приводит к их замерзанию. Точка замерзания зависит от сорта, разновидности и состава. Если замораживание не происходит довольно быстро, в плодах могут образоваться кристаллы, которые разрушают их клетки и ткани. Аналогичные изменения приводят к истечению сока. Размороженные продукты очень быстро портятся.

Подготовленные с учетом специфики сырья овощи и плоды перед замораживанием подвергают еще некоторым влияниям. Для сохранности натуральных цвета и вкуса плодов при продолжительном хранении и после дефростации, а также уменьшение потери витамина С (аскорбиновой кислоты) их предварительно обрабатывают антиокислителями (аскорбиновой, лимонной и дегидрооксималеиновой кислотами).

Например, половинки абрикосов 30 мин. выдерживают в 4% растворе аскорбиновой кислоты и 0,1% поваренной соли. При замораживании целых плодов абрикосы и персики 1,5 ч. соответственно выдерживают в 7% и 0,1% растворах. Некоторые плоды и ягоды замораживают в 20-60% сахарном сиропе.

После набухания излишков раствора антиокислителя продукты укладывают в картонные коробки, которые застелены целлофаном, а также в полиэтиленовые или целлофановые пакеты и направляют на замораживание. Температура в морозильной камере -36°С. При замерзании плодов лед образуется не в самих клетках, а в межклеточных пространствах. В начальной стадии процесс происходит быстрее, чем в дальнейшем. При температуре -15°С в лед превращается около 79% воды, содержащейся в плодах.

В замороженных плодоовощных продуктах сохраняются все пищевые качества. В них лишь инвертируется сахароза, в некоторых случаях кислотность увеличивается, в других снижается, количество дубильных веществ резко уменьшается. Некоторые плоды, особенно с большим содержанием дубильных веществ (рябина, терн, кизил), после замораживания и оттаивания становятся более сладкими, менее терпкими.

Для приготовления замороженных овощных смесей используют горошек зеленый, фасоль стручковую, капусту цветную и кочанную, картофель, свеклу, морковь, корни белые (петрушка, пастернак, сельдерей), томаты, репчатый лук, перец сладкий, зелень (укроп, листья петрушки и сельдерея) и др.

Например, с помощью быстрого замораживания готовят картофель для гарнира - однородные по размеру брусочки картофеля с гладенькой поверхностью диаметром не менее 30 мм.

Сохраняют замороженные продукты при температуре не выше -18°С, а в некоторых случаях при -20°С и ниже в специальных низкотемпературных камерах и хранилищах разной емкости при относительной влажности воздуха 95-98%.

Оптимальный режим хранения замороженной продукции поддерживают весь период - от выхода с быстрозамораживающего аппарата до реализации. Кратковременное хранение быстрозамороженных плодов, упакованных в мелкую тару, допустимо при температуре не выше -15°С.

Непременным условием сохранения качества быстрозамороженных продуктов является как транспортировка быстрозамороженной продукции к мелкооптовым и конечным потребителям специально оборудованным автотранспортом, так и его дальнейшая коммерциализация из низкотемпературных ларей и витрин.

Преимущества шоковой заморозки

По сравнению с традиционным способом замораживания на стеллажах в холодильных камерах преимущества применения быстрозамораживающих аппаратов такие:

• уменьшаются потери продукта в 2-3 раза;
• сокращается время замораживания в 3-10 раз;
• сокращаются производственные площади в 1,5-2 раза;
• сокращается производственный персонал на 25-30%;
• сокращается срок окупаемости на 15-20%.

Структура тканей

Высокая скорость охлаждения, обеспечиваемая шоковой температурой в камере -30-35°С и интенсивным обдуванием продукта, позволяет форсированно пройти переход из жидкой в твердую фазу. При этом кристаллы льда формируются значительно меньших размеров и практически одновременно в клетке и межклеточных перегородках (клетки остаются неповрежденными). Вследствие этого практически неизменной и лучше, чем при других способах консервирования, сохраняется структура тканей свежего продукта.

Экология и биохимия

Отсутствие любой термической и химической обработки (за исключением бланширования и обработки аскорбиновой кислотой, предназначенных по технологии для некоторых видов овощей и фруктов) и вследствие этого неизменность типов белков делают быстрое замораживание способом, который абсолютно не ухудшает экологическую чистоту и биохимию продукта.

Бактериологическая чистота

За счет скорости замораживания сокращаются и периоды активности бактериологической среды. Бактерии разных типов имеют разные (в том числе и ниже 0°С) температурные зоны жизнедеятельности. При медленном замораживании в продукте появляются и остаются следы жизнедеятельности каждого из этих типов бактерий. При шоковой заморозке ряд типов не успевает развиться.

Масса

Потери массы продукта, которые образуются в результате испарения жидкости (усыхание) при заморозке, представляют в обычном режиме до 5-10% (в зависимости от температуры в камере и продукта, который замораживается). Форсированный режим заморозки сокращает потери массы до 0,8%, что также дает значительный экономический эффект.

Вкусовые качества и пищевая ценность

Из-за предотвращения усыхания при быстрой заморозке ароматические и питательные вещества не успевают выйти из продукта, что сохраняет его качество. Пищевая ценность и вкусовые качества остаются неизменными.

Срок хранения

Срок хранения быстрозамороженных продуктов выше, чем продуктов, замороженных в обычных камерах. Быстрозамороженные продукты лучше сохраняют свои качества при продолжительном хранении, чем свежие. Таким образом, технология шоковой заморозки обеспечивает сохранение качеств свежего продукта и делает это лучше чем при других способах заготовки и хранения.

Для долгосрочного хранения продуктов, на протяжении нескольких месяцев, необходимо продукты довольно быстро заморозить до температуры ниже -300°C и длительное время сохранять при температуре около -21°С.

Из всего вышесказанного следует, что неоспоримые преимущества технологии шоковой заморозки позволяют окупить разумные затраты на быстрозамораживающее оборудование в довольно короткий срок. Кроме того, технология шоковой заморозки становится своего рода стандартом для производителей и потребителей замороженной продукции, без чего осложнен ее сбыт.

Оборудование для шоковой заморозки

Для изготовления (замораживания) быстрозамороженных продуктов, полуфабрикатов и готовых блюд применяются следующие типы оборудования:

• Флюидизационные быстрозамораживающие аппараты предназначены в основном для замораживания мелкоштучного или измельченного плодоовощного сырья: плодов (слива, персик, абрикос), ягод (земляника, смородина, клюква, черника), овощных рагу и суповых смесей (свекла, морковь, кабачки, сладкий перец, капуста), картофеля фри. Возможно замораживание грибов (целиком или кусочками), а также мелкой рыбы и креветок.
  Этот класс аппаратов обеспечивает высочайшую (среди воздушных) скорость заморозки, минимальную усушку и сохраняет высокое качество продуктов. После замораживания продукт сохраняет исходную рассыпчатую структуру и прекрасно фасуется.
• Конвейерные быстрозамораживающие аппараты предназначены для заморозки мясных, рыбных, молочных, мучных полуфабрикатов и готовых блюд: блинов, листового теста, выпечки, котлет, бифштексов, гамбургеров, сосисок, вареников и пельменей, равиолей и т.д. Толщина изделий, которые замораживают, может представлять до 25 мм, а длина и ширина до 100х100 мм. Эти аппараты позволяют замораживать до 80% ассортиментов продуктов, которые традиционно замораживают на импортных спиральных быстрзамораживающих аппаратах. Возможно также замораживание продуктов растительной группы: грибов, земляники, персиков, абрикосов.
• Люлечные быстрзамораживающие аппараты предназначены для замораживания фасованных полуфабрикатов из птицы, мяса и рыбы: биточков, котлет, бифштексов, гамбургеров, сосисок (в том числе в вакуумной упаковке), кондитерских изделий, а также различных гарниров и готовых вторых блюд. Толщина изделий, которые замораживаются, может составлять до 80 мм, а длина и ширина до 200х150 мм. Масса одного изделия (порции) может достигать 1 кг, а время замораживания - 2,5 ч.
• Спиральные быстрзамораживающие аппараты предназначены для замораживания порционных блюд из мяса, рыбы, плодов, овощей, а также полуфабрикатов в панировке.