Замороженные продукты

Замороженные ягоды

Отдел замороженных обработанных продуктов в канадском супермаркете

Замораживание продуктов применяется для их консервирования от момента приготовления до употребления в пищу. С давних времён фермеры, рыбаки и трапперы сохраняли зерно и продукты в неотапливаемых зданиях в зимний сезон. Замораживание продуктов замедляет гниение, превращая остаточную влагу в лёд и подавляя рост большинства видов бактерий.

В пищевой товарной промышленности различают два основных метода замораживания: механический и криогенный (также известный как шоковая заморозка). Скорость замораживания (кинетика процесса) имеет ключевое значение для сохранения качества и текстуры продуктов: чем быстрее происходит заморозка, тем мельче образуются кристаллы льда, что позволяет лучше сохранить клеточную структуру. Криогенная заморозка является самой быстрой технологией замораживания благодаря использованию жидкого азота при температуре −196 °C (−320 °F).

В настоящее время консервация продуктов на в домашних условиях осуществляется с помощью бытовых морозильных камер. Распространённая рекомендация для домашних хозяйств — замораживать продукты сразу после покупки.По состоянию на 2012 год инициатива, выдвинутая группой супермаркетов (англ. initiative by a supermarket group) и поддержанная Программой действий по отходам и ресурсам Великобритании (англ. Waste & Resources Action Programme) призывала замораживать продукты «как можно скорее до наступления срока годности» (англ. «as soon as possible up to the product's 'use by' date»). Агентство по пищевым стандартам (англ. Food Standards Agency) одобрило эту практику при условии, что до заморозки продукты хранились надлежащим образом.

Консерванты

Замороженные продукты, как правило, не требуют добавления химических консервантов, поскольку при температуре ниже −9,5 °C (15 °F) размножение большинства микроорганизмов, вызывающих гниение, существенно замедляется или прекращается. Для длительного хранения рекомендуется поддерживать ещё более низкие температуры. Несмотря на это, в некоторые замороженные продукты могут добавляться вещества, улучшающие их текстуру или стабильность, например карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) и другие стабилизаторы, не имеющие вкуса и запаха. Такие добавки не влияют на микробиологическую безопасность, но помогают сохранить качество продукта в процессе замораживания и хранения.

История

Естественное замораживание продуктов с помощью зимних морозов применялось населением холодных регионов на протяжении многих веков.

В 1861 году Томас Сатклифф Морт основал в Дарлинг-Харбор (Сидней, Австралия) первый в мире морозильный завод, позже преобразованный в компанию New South Wales Fresh Food and Ice Company. Морт финансировал эксперименты французского инженера Эжена Доминика Николя, прибывшего в Сидней в 1853 году. В том же 1861 году Николя получил первый патент на производство искусственного льда. В 1868 году была осуществлена первая пробная отправка замороженного мяса из Австралии в Лондон. Хотя разработанное ими оборудование не стало основой для массовой торговли замороженным мясом, Морт и Николя создали коммерчески жизнеспособные системы, использовавшиеся во внутренней торговле. Однако инвестиции принесли Морту лишь незначительную финансовую отдачу.

Регулярные поставки замороженного мяса из Австралии и Новой Зеландии в Европу начались в 1881 году, когда на судне «Данидин» в Лондон была отправлена партия замороженных новозеландских овец.

К 1885 году небольшие объёмы кур и гусей стали поставляться из России в Лондон в изолированных контейнерах с использованием технологий заморозки. К марту 1899 года агентство «British Refrigeration and Allied Interest» сообщило, что компания по импорту продуктов питания «Baerselman Bros» еженедельно отгружала около 200 000 замороженных гусей и цыплят с трёх российских складов на причале Нью-Стар-Уорф в районе Лоуэр-Шедуэлл (Лондон), в течение трёх–четырёх зимних месяцев. Эта торговля замороженными продуктами стала возможной благодаря внедрению установок Linde для заморозки холодным воздухом на трёх российских складах и Лондонском складе. На складе Shadwell замороженные товары хранились до отправки на Лондонский, Бирмингемский, Ливерпульский и Манчестерский рынки. Позже эти технологии были распространены на мясоперерабатывающую промышленность.

В 1929 году Кларенс Бёрдсай представил американской публике технологию «мгновенной заморозки». Впервые Бёрдсай заинтересовался замораживанием продуктов во время экспедиций на Лабрадор в 1912 и 1916 годах, где он увидел, как туземцы используют естественную заморозку для сохранения продуктов. В 1920-х годах в Канаде Бёрдсай стал свидетелем традиционных методов коренного народа инуитов, что вдохновило его на разработку промышленной технологии быстрой заморозки.

В 1934 году в Исландии была создана Комиссия по рыболовству с целью внедрения инноваций в рыбную промышленность и поощрения рыбаков к немедленной заморозке улова. Одной из первых компаний по производству замороженной рыбы стала Íshúsfélag Ísfirðinga, основанная в Исафьордюре в 1937 году в результате слияния нескольких предприятий.

Наиболее продвинутыми считаются продукты, замороженные для Элеоноры Рузвельт во время её поездки в Россию. Другие эксперименты с апельсиновым соком, мороженым и овощами были проведены военными ближе к концу Второй мировой войны.

Технологии

Разделка замороженного тунца ленточной пилой на рыбном рынке Цукидзи в Токио, Япония (2002 год)

Технологии замораживания, как и рынок замороженных продуктов, постоянно совершенствуются с целью повышения скорости, эффективности и экономичности процессов. Как показали исследования Кларенса Бёрдсая, более быстрая заморозка способствует образованию мелких кристаллов льда, что лучше сохраняет структуру и качество продукта.

Изначальный подход Бёрдсая — криогенная заморозка (англ. cryogenic freezing) путём погружения продуктов в жидкий азот — применяется и сегодня, однако из-за высокой стоимости используется преимущественно для рыбного филе, морепродуктов, ягод и других скоропортящихся продуктов. Альтернативой служит замораживание в жидком углекислом газе при температуре около −70 °C (−94 °F), который дешевле азота и может быть получен в рамках механических систем охлаждения.

Большинство замороженных продуктов производится с использованием механических систем, основанных на парокомпрессионном цикле — той же технологии, что применяется в бытовых морозильниках. Такой метод дешевле в эксплуатации при промышленных масштабах, хотя и уступает по скорости криогенным способам. Первоначальные затраты связаны преимущественно со строительством и оснащением производственных линий. Для ускорения теплопередачи от продукта к хладагенту разработано несколько основных технологий замораживания:

• Аппаратная заморозка (англ. Air-blast freezing) — самый старый и дешёвый подход. Продукты питания помещаются в морозильные камеры. Холодный воздух, содержащийся в морозильных камерах, либо нагнетается («продувается») на пищу, либо остаётся неподвижным. Такая конфигурация позволяет обрабатывать большие куски пищи (обычно мяса или рыбы) легче по сравнению с другими методами, но она довольно медленная.
  • Ленточные морозильники (англ. Belt freezers) — продукты помещают конвейерную ленту внутрь холодильного помещения.
  • Туннельная заморозка (англ. Tunnel freezing) — вариант воздушной заморозки, при котором продукты помещаются на стеллажи тележек и отправляются в туннель, где постоянно циркулирует холодный воздух.
  • Замораживание в кипящем слое (англ. Fluidized bed freezing) — вариант воздушной заморозки, при котором гранулированная пища обдувается быстро движущимся холодным воздухом снизу, образуя кипящий слой. Небольшой размер пищи в сочетании с быстрым потоком воздуха обеспечивает хорошую теплопередачу и, следовательно, более быстрое замораживание.
• Контактная заморозка (англ. Contact freezing) использует физический контакт, отличный от воздуха, для передачи тепла. При прямой контактной заморозке (англ. direct contact freezing) продукт находится в непосредственном контакте с хладагентом, в то время как при непрямой контактной заморозке (англ. indirect contact freezing) используется промежуточная пластина.
  • Пластинчатая заморозка (англ. Plate freezing) — наиболее распространённая форма контактной заморозки. Пищу кладут между холодными металлическими пластинами, а затем слегка прижимают, чтобы сохранить контакт.
  • Контактная ленточная заморозка (англ. Contact belt freezing) сочетает в себе конвейерную ленту с пластинчатой заморозкой. Используется для фруктовых мякотей, яичных желтков, соусов и супов.
  • При иммерсионной заморозке (англ. immersion freezing) продукт погружается в холодную жидкость с хладагентом для замораживания, как правило, на конвейерной ленте. Продукт может либо находиться в непосредственном контакте с жидкостью, либо быть отделённым мембраной. Его можно использовать для замораживания внешней оболочки от крупных частиц для уменьшения потерь воды.

Индивидуальная быстрая заморозка (англ. Individual quick freezing) — обобщающий термин для технологий, при которых отдельные частицы продукта замораживаются быстро (обычно в течение нескольких минут) и не склеиваются между собой. Это может соответствовать криогенной заморозке, заморозке в кипящем слое или любому другому методу, который соответствует определению.

Упаковка

Упаковка для замороженных продуктов должна сохранять целостность на всех этапах — от наполнения и герметизации до замораживания, хранения, транспортировки, размораживания и последующего приготовления. Поскольку многие замороженные продукты готовятся в микроволновой печи, производители разработали упаковку, которая может отправляться прямо из морозильной камеры в микроволновую печь.

В 1974 году на рынке появился первый дифференциальный нагревательный контейнер (DHC, Differential Heating Container). Он представлял собой металлическую втулку с отверстиями различного размера, через которые регулировалось распределение микроволнового излучения. Потребитель помещал замороженный ужин в контейнер таким образом, чтобы наиболее плотные или холодные компоненты оказывались в зонах с максимальным нагревом, что способствовало равномерному приготовлению блюда.

В настоящее время существует множество вариантов упаковки замороженных продуктов: коробки, картонные коробки, пакеты, пакеты для варки, лотки и сковороды с крышкой, лотки из кристаллизованного ПЭТ, композитные и пластиковые банки.

В настоящее время ведутся исследования в области активной упаковки — материалов, способных не только защищать продукт, но и взаимодействовать с ним или окружающей средой для повышения безопасности и продления срока годности. Среди перспективных технологий активной упаковки для замороженных продуктов рассматриваются следующие функции:

• поглотители кислорода;
• индикаторы температурного режима и цифровые регистраторы температуры;
• противомикробные агенты;
• регуляторы содержания углекислого газа;
• микроволновые рецепторы (поглотители/распределители СВЧ-излучения);
• системы контроля влажности (включая регулирование активности воды и скорости проникновения водяного пара);
• усилители вкуса и генераторы ароматов (в экспериментальной стадии);
• кислородопроницаемые и кислородобарьерные плёнки;
• генераторы кислорода

Влияние на питательные вещества

Процесс быстрой (мгновенной) заморозки в целом эффективно сохраняет питательную ценность продуктов, включая витамины и минералы, с минимальными потерями. Благодаря этому замороженные продукты могут служить экономически выгодной и полноценной альтернативой свежим аналогам. Однако предварительно приготовленные или приправленные замороженные блюда — особенно готовые ужины в упаковке — нередко содержат повышенное количество соли, насыщенных жиров и добавленных ингредиентов. В таких случаях рекомендуется внимательно изучать этикетку с информацией о пищевой ценности и составе продукта.

Содержание витаминов в замороженных фруктах и овощах

• Витамин C: обычно теряется в более высокой концентрации, чем любой другой витамин. Было проведено исследование на горохе для определения причины потери витамина С. Потеря витаминов в размере 10% произошла во время фазы бланширования, а остальная потеря произошла на этапах охлаждения и промывки. Потеря витаминов на самом деле не была связана с процессом замораживания. Ещё один эксперимент был проведён с использованием гороха и лимской фасоли. В эксперименте использовались как замороженные, так и консервированные овощи. Замороженные овощи хранились при температуре −23 °C (−10 °F), а консервированные овощи хранились при комнатной температуре 24 °C (75 °F). После 0, 3, 6 и 12 месяцев хранения овощи анализировали с варкой и без неё. Учёный О'Хара, проводивший эксперимент, сказал: «С точки зрения содержания витаминов в двух овощах, когда они были готовы к употреблению, не было никаких заметных преимуществ, приписываемых методу консервации, замораживанию, обработке в банке или обработке в стекле» (англ. «From the view point of the vitamin content of the two vegetables when they were ready for the plate of the consumer, there did not appear to be any marked advantages attributable to method of preservation, frozen storage, processed in a tin, or processed in glass»).
• Витамин B₁ (тиамин): частично разрушается при обработке: типичные потери составляют около 25 %. Тиамин легко растворяется в воде и разрушается при нагревании.
• Витамин B₂ (рибофлавин): отличается большей стабильностью. Данные о его потерях при заморозке неоднозначны: одни исследования зафиксировали снижение уровня на 18 % в зелёных овощах, другие — всего на 4 %. Считается, что основные потери рибофлавина связаны с подготовкой продукта к замораживанию (в частности, промывкой и термической обработкой), а не с самим процессом заморозки.
• Витамин A (каротин): При подготовке к замораживанию и замораживании большинства овощей каротин теряется незначительно. Большая часть потерь витаминов происходит в течение длительного периода хранения.

Эффективность

Склад замороженных продуктов на станции Мак-Мердо, Антарктида

Замораживание является эффективным методом консервирования пищевых продуктов, поскольку при пониженных температурах большинство микроорганизмов, вызывающих гниение, либо погибают, либо значительно замедляют своё размножение. Однако по сравнению с термическими методами консервирования, такими как пастеризация или стерилизация (включая кипячение), замораживание менее надёжно в плане уничтожения патогенов: многие из них не погибают при низких температурах, а лишь переходят в состояние временной неактивности.

Одной из ключевых проблем, связанных с использованием замораживания как способа консервации, является риск реактивации патогенных микроорганизмов после размораживания продуктов. Если условия хранения или размораживания нарушаются, выжившие бактерии могут возобновить рост и представлять угрозу для здоровья.

Продукты могут сохраняться в течение нескольких месяцев при замораживании. Для длительного хранения в замороженной форме требуется постоянная температура −18 °C (0 °F) или ниже.

Размораживание

Для употребления многие приготовленные продукты, которые ранее были заморожены, необходимо разморозить перед употреблением. Предпочтительно, чтобы некоторые замороженные мясные продукты были разморожены перед приготовлением, чтобы получить наилучший результат: равномерно прожаренные и с хорошей текстурой.

Система размораживания в морозильных камерах помогает оборудованию работать должным образом, не образуя толстых слоёв льда, тем самым предотвращая поглощение тепла змеевиком испарителя и охлаждение шкафа.

В идеале большинство замороженных продуктов следует размораживать в холодильнике, чтобы избежать значительного роста болезнетворных микроорганизмов. Но для этого может потребоваться значительное время.

Продукты питания часто размораживают одним из нескольких способов:

• при комнатной температуре; Это опасно, так как снаружи может разморозиться, в то время как внутренняя часть остаётся замороженной
• в холодильнике
• в микроволновой печи
• путём заворачивания в пластик или помещения в холодную проточную воду

Иногда потребители размораживают замороженные продукты при комнатной температуре из-за нехватки времени или недостатка информации о безопасных методах размораживания. В таких случаях продукты следует немедленно приготовить и употребить или утилизировать. Повторное замораживание или охлаждение размороженных при комнатной температуре продуктов не рекомендуется, поскольку патогенные микроорганизмы, которые могли активизироваться в процессе размораживания, не уничтожаются при повторной заморозке и могут представлять риск для здоровья.

Качество

Скорость замораживания оказывает непосредственное влияние на размер и количество кристаллов льда, образующихся в клетках пищевого продукта и внеклеточном пространстве. Медленное замораживание приводит к меньшему количеству кристаллов льда, но более крупным, в то время как быстрое замораживание приводит к уменьшению, но большему количеству кристаллов льда. Эта разница в размере кристаллов льда может повлиять на степень остаточной ферментативной активности во время хранения в замороженном виде в процессе концентрации в замораживании, который происходит, когда ферменты и растворённые вещества, присущие жидкой среде, концентрируются между образованиями кристаллов льда. Повышенный уровень концентрации замерзания, опосредованный образованием крупных кристаллов льда, может способствовать ферментативному потемнению.

Крупные кристаллы льда также могут прокалывать стенки клеток пищевого продукта, что вызовет ухудшение текстуры продукта, а также потерю его естественных соков при размораживании. Именно поэтому наблюдается качественная разница между пищевыми продуктами, замороженными вентилируемой механической заморозкой, невентилируемой механической заморозкой или криогенной заморозкой жидким азотом.

Потребление

Согласно исследованию 2007 года, средний житель США употребляет замороженные продукты примерно 71 раз в год, причём большинство из них приходится на долю предварительно приготовленных замороженных блюд..

См. также

• Замороженный хлеб
• Замороженная рыба
• Замороженные коктейли
• Замороженный йогурт
• Замороженный десерт

Литература

• Arsdel, Wallace, B. Van, Michael, J Copley, and Robert, L. Olson. Quality and Stability of Frozen Foods: Time-Temperature Tolerance and its Significance. New York, NY: John Wiley & Sons,INC, 1968.
• "Clarence Birdseye." Encyclopedia of World Biography. Vol. 19. 2nd ed. Detroit: Gale, 2004. 25–27. Gale Virtual Reference Library. Gale. Brigham Young University – Utah. 3 November 2009.  (требуется подписка)
• Copson, David. Microwave Heating. 2nd ed.. Westport, CT: The AVI Publishing Company, INC., 1975.
• Decareau, Robert. Microwave Foods: New Product Development. Trumbull, CT: Food & Nutrition Press, INC., 1992.
• Gould, Grahame. New Methods of Food Preservation. New York, NY: Chapman & Hall, 2000.
• Mathlouthi, Mohamed. Food Packaging and Preservation. New York, NY: Chapman & Hall, 1994.*^Robinson, Richard. Microbiology of Frozen Foods. New York, NY: Elsevier Applied Science Publishers LTD, 1985.
• Russell, Nicholas J., and Grahame W. Gould. Food Preservatives. 2nd ed. New York, NY: Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, 2003.
• Sun, Da-Wen. Handbook of Frozen Food Processing and Packaging. Boca Raton, Fl: Taylor & Francis Group, LLC, 2006.
• Tressler, Donald K., Clifford F. Evers, and Barbara, Hutchings Evers. Into the Freezer – and Out. 2nd ed. New York, NY: The AVI Publishing Company, INC., 1953.
• Tressler, Donald K., and Clifford F. Evers. The Freezing Preservation of Foods. 3rd ed. 1st volume. Westport, CT: The AVI Publishing Company, INC., 1957.
• Whelan, Elizabeth M., and Fredrick J. Stare. Panic in the Pantry: Facts and Fallacies About the Food You Buy. Buffalo, NY: Prometheus Books, 1998.

Ссылки

• Пищевая промышленность и сельское хозяйство