Замораживание рыбного сырья

4. Замораживание рыбного сырья

Замораживание – это технологический процесс, при котором температура тканей пищевого сырья искусственно понижается до температуры намного ниже температуры начала замерзания клеточного сока с последующим хранением сырья при низких отрицательных температурах. Наиболее часто при замораживании пищевого сырья его температура понижается от начальной до минус 18 ^оС.

4.1. Изменение свойств рыбного сырья при замораживании

При замораживании происходят физические, физико-химические, гистологические и микробиологические изменения. Многие из них в основном обусловлены превращением воды в лед при низких температурах.

При замораживании увеличивается твердость пищевого сырья, особенно значительно в пределах температур от —1 до —5 °С. Так, при температуре —2°С твердость продукта в 8...10 раз больше, чем у охлажденного, при —3 °С — в 20...25, а при —4 °С — в 35...40. Понижение температуры до —50...—60 °С сопровождается повышением его прочности, по мере дальнейшего понижения температуры (от —80 до —200 °С) прочность уменьшается.

Замораживание пищевого сырья сопровождается увеличением упругих свойств и уменьшением пластичных свойств.

При понижении температуры до —50...—80 °С у них преобладают упругие свойства, а при более низких температурах наблюдается увеличение хрупкости продукта.

В процессе замораживания объем воды увеличивается на 9 %. Поскольку пищевое сырье содержит большое количество воды, то и его объем увеличивается обычно на 5...6 %, что необходимо учитывать при замораживании продукта, так как неправильное и небрежное укладывание в блок-формы или переполнение их, излишняя подпрессовка приводят к разрушению тканей.

Плотность продуктов при замораживании уменьшается, при­чем тем больше, чем больше воды они содержат и чем ниже температура, достигаемая при замораживании. Это объясняется расширением воды при превращении ее в лед.

Рекомендуемые материалы

У большинства продуктов уменьшение плотности при замо­раживании не превышает 5-8%, поэтому при технических тепловых расчетах можно считать ее постоянной.

Замораживание рыбы сопровождается уменьшением водоудерживающей способности тканей, что вызвано денатурацией белков актомиозинового комплекса, а также образованием льда, под действием которого изменяются меж- и внутримолекулярные взаимодействия гидрофильных групп белков. Мороженая рыба имеет более жесткую и сухую консистенцию, чем охлажденная.

В процессе замораживания рыбного сырья вода превращается в лед, что приводит к изменению концентрации тканевого сока и ионного равновесия. Среда становится кислой, рН среды сдвигается в кислую сторону на 1,5...2,0 единицы, нарушаются связи между отдельными молекулами веществ, содержащихся в тканевом соке.

При понижении температуры хранения замедляются гидролитические процессы. Однако в зоне температур от—2 до —10°С гидролиз ускоряется; при дальнейшем понижении температуры он замедляется, однако полностью не приостанавливается даже при —30...—40°С.

При замораживании в рыбе происходит разрушение гликогена, креатинфосфата, аденозинтрифосфорной кислоты, некоторых пигментов. Особенно быстро эти соединения разрушаются в зоне температур от —1 до —5°С. При этих же температурах наблюдается быстрая денатурация белков, в результате которой уменьшаются их растворимость, способность к набуханию, водоудерживающая способность. Денатурация белков влияет на состояние мышечной ткани. Консистенция становится более жесткой, сухой, нарушается коллоидное состояние.

В процессе замораживания происходят гистологические изменения в структуре пищевого сырья. У сырья до замораживания ткани упругие, волокна плотно прилегают друг к другу. При быстром замораживании гистологическая структура изменяется меньше, чем при медленном замораживании.

При замораживании наблюдается усушка пищевых продуктов, которая зависит от их вида, размера, физиологического состояния, способа разделывания, а также скорости замораживания, вида охлаждающей среды и целого ряда других факторов. Если пищевой продукт перед замораживанием упакован в водо- и паронепроницаемую тару, то потеря воды будет незначительной. Однако иней может осаждаться внутри упаковки, если между поверхностью продукта и упаковкой будет воздушное пространство. Продукты, замораживаемые неупакованными, утрачивают в результате потери воды 0,5…1,5 % своей массы и больше, что зависит от температуры, скорости и способа замораживания, а также от вида продукта. У измельченных продуктов (например, фарша) усушка больше, чем у неизмельченных.

При замораживании в пищевом сырье подавляется жизнедеятельность микроорганизмов. Многие из них (80...90 % от первоначального содержания) погибают. Это является результатом воздействия на микроорганизмы низкой температуры, увеличения концентрации тканевого сока при превращении воды в лед, изменения рН среды. Максимальная гибель микроорганизмов наблюдается в интервале температур от 0 до —5 °С.

Гистологические исследования показывают, что сырье животного происхождения целесообразно замораживать до наступления в нем посмертного окоченения или же в состоянии расслабления его тканей. При замораживании в стадии посмертного окоченения на мышечную ткань оказывают влияние неблагоприятные условия, создающиеся в процессе замораживания (увеличение концентрации тканевого сока, изменение рН среды, солевого состава мышечного сока и т.д.).

Вымораживание воды в биологических системах при пони­жении их температуры ниже криоскопической существенно из­меняет теплофизические свойства продуктов. Свойства сухих ве­ществ продуктов при их замораживании практически остаются постоянными. Следовательно, основной и почти единственной причиной изменения теплофизических свойств пищевых продук­тов при замораживании является превращение свободной воды в лед, так как теплофизические свойства воды и льда различны (табл. 5).

Таблица 5

Теплофизические свойства воды и льда

Полная удельная теплоемкость продуктов при заморажива­нии включает скрытую теплоту фазового превращения (льдооб­разования) воды. Значение q_ω максимально при начальной криоскопической температуре продукта и уменьшается с пони­жением его температуры.

В тепловых расчетах процессов замораживания пользуются условной теплоемкостью замороженных продуктов, в которую не включают скрытую теплоту льдообразования. Эту условную удельную теплоемкость можно определить по следующему вы­ражению:

с_м = с_с (1 – W) + с_л Wω  + с_в W(1-ω), (1)

где с_м - условная удельная теплоемкость мороженых продуктов, кДж/(кг·К);

с_{с -} удельная теплоемкость сухих веществ, кДж/(кг·К), для продуктов животного происхождения с_с составляет 1,34—1,68 кДж/(кг·К),

с_л —удельная теплоемкость льда, кДж/(кг·К), с_л =2,12 кДж/(кг·К);

с_в —удельная теплоемкость воды, кДж/(кг·К), с_в =4,24 кДж/(кг·К);

W—массовая доля воды в продуктах;

ω — относительное количество вымороженной воды (определяется при той температуре, для которой необходимо вычислить удельную теплоемкость).

Преобразовав выражение (1) и подставив в него значения с_л  и с_в, получим

с_м = с_о - (с_в – с_л) Wω  = с_о – 2,12 Wω,      (2)

где с_о  — удельная теплоемкость незамороженного продукта (при начальной криоскопической температуре), кДж/(кг·К).

Теплоту льдообразования для единицы массы продукта при изменении температуры на один градус q_ω [в кДж/(кг·К)] на­ходят по формуле

q_ω = (ω₂ — ω₁) Wr_л

где (ω₂ — ω₁) - разность относительных количеств вымороженной воды при изменении температуры на один градус;

W—массовая доля воды в продук­тах;

r_л—удельная скрытая теплота льдообразования, кДж/(кг·К), r_л=335 кДж/кг (при 0 °С).

Удельную теплоту льдообразования при различных темпера­турах приближенно вычисляют по формуле r_л =335+2,12t где t —температура мороженого продукта, °С.

Полная удельная теплоемкость замороженного продукта

с_ω = см + q_ω

где с_ω— полная удельная теплоемкость замороженного продукта, кДж/ (кг·К);

с_м —условная удельная теплоемкость замороженного продукта, кДж/(кг·К);

q_ω — теплота льдообразования единицы массы продукта при изменении тем­пературы на один градус, кДж/(кг·К).

Разница между значениями с_ω и с_м максимальна при началь­ной криоскопической температуре, когда с_м = с_о , a q_ω имеет наи­большее числовое значение. После окончания вымерзания воды  q_ω = 0 и с_ω =с_м.

Для вычисления полной удельной теплоемкости некоторых пищевых продуктов при температурах ниже криоскопической можно пользоваться приближенной эмпирической формулой

с_ω = n — m/t,                                  (3)

где с_ω —полная удельная теплоемкость мороженого продукта, кДж/(кг·К);

t—температура, при которой определяется полная теплоемкость мороженого продукта, °С.

Значения постоянных n и m в формуле (3) приведены в табл. 6.

Таблица 6

В отличие от удель­ной теплоемкости коэф­фициент теплопровод­ности нельзя подсчитать по обычным законам сме­шения. Когда в продук­тах не происходит льдо­образования, коэффици­ент теплопроводности их меняется мало, поэтому в технических расчетах его можно при­нимать постоянным. Если при понижении температуры в про­дукте начинается льдообразование, то это значительно влияет на теплопроводность вследствие того, что коэффициент тепло­проводности у льда примерно в 4 раза больше, чем у воды. Это позволяет представить теплопроводность замораживаемого про­дукта в функции от температуры.

Коэффициент теплопроводности льда в технических расчетах принимают в пределах 2,22—2,33 Вт/(м·К), считая ее постоян­ной. В действительности теплопроводность льда при понижении температуры увеличивается почти по линейной зависимости, до­стигая при —120°С около 3,84 Вт/(м·К):

λ_л = 2,22 (1+0,005 t),

где   λ_л  — коэффициент теплопроводности льда, Вт/(м·К);

         t - температура льда по шкале Цельсия (по абсолютной величине).

Для пищевых продуктов, содержащих от 70 до 80 % воды (мясо рыбы),

λ_м = λ_o + 0,9 ω,                             (4)

где λ_м — коэффициент теплопроводности замороженных продуктов, Вт/(м·К);

λ_o —коэффициент теплопроводности продуктов при температуре выше криоскопической, Вт/(м·К);

ω — относительное количество воды, вымороженной при данной температуре.

Для расчета коэффициента теплопроводности некоторых пи­щевых продуктов при замораживании можно пользоваться при­ближенной эмпирической формулой

λ_м =  п + m/t,                                 (5)

где λ_м — коэффициент теплопроводности замороженных продуктов, Вт/(м·К);

т и п—постоянные, значения которых приведены в табл. 7.

Таблица 7                  

Возрастание теплопроводности продукта при понижении тем­пературы практически заканчивается с окончанием льдообразования, если пренебречь дальнейшим незначитель­ным изменением тепло­проводности льда и дру­гих составляющих. Зна­чения коэффициента теп­лопроводности некоторых пищевых продуктов све­жих  и  замороженных представлены в табл. 8, из которой следует, что коэффициенты теплопроводности свежих и замороженных про­дуктов сильно различаются.

Таблица 8

Температуропроводность продуктов с началом льдообразо­вания возрастает, так как одновременно уменьшается теплоем­кость и увеличивается теплопроводность. Возрастание темпера­туропроводности при понижении температуры продукта практи­чески заканчивается с завершением льдообразования в нем. Расчетный коэффициент температуропроводности

а_м = λ_м /(с_м ρ_м),

где а_м — расчетный коэффициент температуропроводности продукта, м²/с;

λ_м — коэффициент теплопроводности замороженных продуктов, Вт/(мК);

с_м — удельная расчетная теплоемкость замороженных продуктов, Дж/(кгК);

ρ_м — плотность замороженного продукта, кг/м³.

Для большинства пищевых продуктов

а_м = а_о + (2,08·10^-6) ω,                        (6)

где а_м — расчетный коэффициент температуропроводности замороженных продуктов, м²/с;

а_о — коэффициент температуропроводности продуктов при температуре выше криоскопической, м²/с;

ω — относительное количество воды, вымороженной из продуктов при данной температуре.

4.2. Расчет расхода холода на замораживание рыбного сырья

Расход холода на замораживание продукта складывается из теп­лоты, отводимой от нее при замораживании, потерь на охлаж­дение морозильного аппарата, тары, упаковки.

Теплота (в кДж), отводимая от продукта при замораживании, определяется по формуле

Q = m [C (t_н - t_кр) + Wωr_л + С_м (t_кр - t_ск)],

где  m - масса, кг;

С - удельная теплоемкость при температуре выше начала замерзания тканевых соков, кДж/(кг·К);

t_н - начальная температура, К;

t_кр - температура замерзания тканевых соков, К;

t_ск – средняя конечная температура замороженного продукта, К;

W - количество воды в рыбе, доли единицы;

ω - количество замороженного воды (принимается в зависимости от конечной температуры замораживания), доли единицы, r_л - удельная теплота льдообразования, кДж/кг (r_л принимается равной 335 кДж/кг);

С_м - теплоемкость замороженного продукта (берут среднюю температуру между криоскопической и средней конечной мороженого продукта), кДж/(кг·К).

При замораживании продукта в таре учитывают расход холода на охлаждение тары, который определяется по формуле

Q = m_т · С_т (t_н - t_к),

где m_т - масса тары, кг;

С_т - теплоемкость материала тары, кДж/(кг·К);

t_н - начальная температура, К;

t_н - конечная температура, К.

Расход холода (в кДж) на замораживание продукта можно оп­ределить по разности энтальпий. В этом случае

Q = m (i_н - i_к),

где m - масса продукта, кг;

i_н - энтальпия продукта в начале процесса, кДж/кг;

i_н - энтальпия продукта в конце процесса, кДж/кг.

Значения энтальпий для соответствующих температур берут из таблиц.

Теплоту, которую необходимо отвести от продукта в случае его домораживания, определяют по формуле

              Q = m[r_лW(ω₂ - ω₁) + С_м (t₂ - t₁)],

где m - масса, кг; r_л - теплота льдообразования, кДж/кг;

ω₂ и ω₁ - количество вымороженной воды соответственно при t₂ и t₁, доли единицы;

t₂ и t₁ - средняя конечная и начальная температура продукта, абсолютные величины;

W - количество воды в продукте, доли единицы.

Продолжительность замораживания продукта зависит от его раз­мера и формы, теплоемкости, теплопроводности, начальной и ко­нечной температуры, коэффициента теплоотдачи от поверхности продукта к охлаждающей среде, температуры и свойств охлаждаю­щей среды и т.д. Продолжительность замораживания обычно определяется экспериментально по формуле Планка:

             q₃pl                l           1

τ = —————— (—— + ——),

      3,6(t_кр – t_с) N      4λ_м        α

где τ - продолжительность замораживания, ч;

q₃ - полная удельная теплота, об­водимая от продукта при его замораживании от начальной температуры до заданной средней конечной, кДж/кг;

р - плотность замороженного продукта, кг/м³;

l - толщи­на продукта, м;

t_кр - начальная криоскопическая температура продукта, К;

t_c -темпе­ратура теплоотводящей среды, К;

λ_м - коэффициент теплопроводности продукта при средней температуре ее в процессе замораживания между криоскопической и средней конечной температурами, Вт/(м·К);

α - коэффициент теплоотдачи к теплоотводящей среде, Вт/(м²·К);

N - коэффициент, зависящий от формы замораживаемого продукта: для блока рыбы, мяса или филе, фарша при двустороннем заморажи­вании N = 2, для продукта, близкого по форме к цилиндру, N = 4, для продукта, близкого по форме к шару, N = 6.

На продолжительность замораживания продукта существенно влияет его толщина. Чтобы показать это, придадим формуле сле­дующий вид:

                    τ = А · l² + B · l,

где

            q₃p               1

А = ————— · ——  ;

      3,6(t_кр – t_с)N     4λ_м 

            q₃p                1

В = —————  · ——

      3,6(t_кр – t_с) N      α

Обычно α >4λ_м и соответственно А>В.

При очень больших значениях α продолжительность замораживания становится приблизительно пропорциональной квадрату толщины слоя продукта, а при уменьшении α влияние толщины слоя на продолжительность замораживания сокращается. Толщину замораживаемого слоя продукта следует уменьшать. При малых абсолютных значениях коэффициента теплоотдачи даже незначительное его увеличение заметно сокращает длительность замораживания, при больших значениях этого не происходит. Увеличение α более эффективно при замораживании тонких слоев продукта, чем толстых. И наконец, при больших значениях α возрастает изменение интенсивности отвода теплоты от продукта во время замораживания, при том тем значительней, чем больше толщина замораживаемого слоя (табл. 6).

Таблица 6

Продолжительность замораживания продукта

в зависимости от коэффициента теплоотдачи

В промышленности толщина блоков рыбы, фарша при замораживании принята равной 60 мм.

В морозильных установках воздушного типа продолжитель­ность замораживания продукта практически прямо пропорциональна его толщине, поэтому при уменьшении толщины блока производительность установок не увеличивается.

При замораживании в плиточных аппаратах иногда выгодно уменьшить толщину продукта. Так, при температуре кипения хладагента —35 °С продолжительность замораживания продукта до —18 °С составляет:

Толщина блока, мм                      30   50    65

Время замораживания, мин        50   75   135

Установлено, что при уменьшении толщины продукта до 30-40 мм, производительность плиточных морозиль­ных аппаратов значительно увеличивается.

В морозильных установках воздушного типа предусмотрена циркуляция воздуха, скорость его движения достигает 5...7 м/с. Дальнейшее ее увеличение путем применения более мощных вентиляторов нецелесообразно, так как возраста­ют теплопотери в окружающую среду, а продолжительность за­мораживания сокращается незначительно.

На продолжительность замораживания продукта существенно влияет упаковка. В морозильной установке воздушного типа неупакованный продукт замораживается 230 мин, упакованный в пергамент—241 мин, в полиэтиленовую пленку—242 мин, а в полиэтилен-целлофановую пленку—253 мин при толщине продукта 60 мм.

Продолжительность замораживания блока продукта, упакованно­го в пленку или в другие материалы, можно определить по формуле

        q₃pl             Rl           1            l_уп

τ = —————[— + P(—— + ∑——)],

      3,6(t_кр – t_с)    λ_м          α             λ_уп

где       l_уп

    ∑(——) – сумма термических сопротивлений слоев упаковки, (м²К)/Вт;

λ_уп

 R и P - безразмерные вспомогательные коэффициенты, значение которых зави­сит от соотношения размеров параллелепипеда и направления тепловых лучей.

Скорость замораживания — это темп перемещения зоны кристаллизации в замораживаемом объекте.

Под зоной кристаллизации понимается слой продукта, в котором под действием низких температур значительная часть воды превращается в лед. Зона кристаллизации возникает на поверхности продукта и в процессе замораживания постепенно перемещается внутрь. Скорость замораживания имеет наибольшее значение в поверхностном слое и уменьшается по мере его промерзания вследствие возрастания термического сопротивления увеличивающегося замороженного слоя.

Процесс замораживания характеризуется средней скоростью V (в см/ч), представляющей собой отношение толщины замороженного слоя Х (в см) ко времени его образования

τ_-1^-5, т.е.

V = Х/τ_-1^-5; Х = l/2; V₃ = l/2τ_-1^-5,

где τ_-1^-5 - продолжительность замораживания, в пределах температуры от —1 до —5 °С, отсчитывается с момента появления температуры —1 °С в поверхностном слое наиболее толстого сечения рыбы до момента достижения температуры —5 °С в центральном слое, ч; l - максимальная толщина продукта, см.

В холодильной технологии замораживание со скоростью 0,5 см/ч считают медленным, 0,5...3,0—ускоренным, 3,0...10,0— быстрым, 10...100—сверхбыстрым.

4.3. Способы замораживания рыбных продуктов

Способы замораживания подразделяются в соответствии с источником получения холода, видом охлаждающей среды, характером теплообмена между продуктом и хладагентом.

По источнику получения холода способы замораживания подразделяются на замораживание естественным и искусственным холодом.

Замораживание естественным холодом пищевого сырья и продуктов применяется в зимний период в районах с суровым климатом.

По виду охлаждающей среды способы замораживания подразделяются на замораживание воздушное, в контакте с металлическими поверхностями, жидкостное, льдосолевое, в кипящих хладагентах.

По характеру теплообмена между продуктом и холодильным агентом способы замораживания делятся на замораживание в воздухе как промежуточном теплоносителе (контактное или бесконтактное); в жидкости как промежуточном теплоносителе (контактное или бесконтактное); в кипящем хладагенте (контактное или бесконтактное). При контактном замораживании продукт непосредственно соприкасается с охлаждающей средой, при бесконтактном — между продуктом и охлаждающей средой имеется какая-либо перегородка.

Морозильные аппараты подразделяются на следующие основные типы: с интенсивным движением воздуха; многоплиточные; контактные, в которых продукты замораживают при непосредственном контакте с жидким хладоносителем или холодильным агентом.

Основными критериями при оценке способов замораживания являются качество получаемой продукции, техническое совершенство и экономичность. Существующие способы заморажи­вания наряду с достоинствами имеют некоторые недостатки.

Интенсивное замораживание продукта в хо­лодном воздухе позволяет получать продукт высокого качества. Однако при этом значителен расход холода, велики его потери в окружающую среду. При замораживании продуктов в потоке холодного воздуха с их поверхности интенсивно испаряется вода, вследствие чего водяной пар осаждается на холодной поверхности приборов охлаждения в виде инея, а следовательно, теплообмен между воздухом и охлаждающей средой в батареях или воздухоохладителях ухудшается.

Морозильные аппараты с интенсивным движением воздуха различаются между собой способом укладки продукта (в формах, упаковке, поштучно, россыпью и т. д.), а также конструктивным оформлением системы транспортировки продукта через морозильное отделение (на тележках, ленточном, сетчатом или цепном конвейере, гравитационные и т. д.). Из аппаратов с интенсивным движением воздуха в отдельную группу выделены аппараты для замораживания мелкоштучных продуктов в слое методом флюидизации.

Метод замораживания продуктов в холодном воздухе применяют в основном при замораживании рыбы, мяса в тушах, полутушах и четвертинах, готовых кулинарных изделий, а также мелких продуктов (ягоды, пельмени и др.) во взвешенном состоянии (флюидизация). Кроме того, этот метод применяют для замораживания таких продуктов, как мелкокусковое мясо в блоках, субпродукты, филе, фарш, творог, масло, когда они упакованы или находятся в закрытых металлических формах.

Замораживание в плиточных аппаратах экономически более выгодно, чем воздушное, но при обычных температурных режи­мах замораживания (—30...—40 °С) происходит примерзание продукта к охлаждающим плитам. Продукт необходимо предварительно обертывать полимерной пленкой или специальной бумагой, что приводит к дополнительным затратам упаковочных материалов и труда.

Многоплиточные морозильные аппараты (мембранные, горизонтальноплиточные, вертикальноплиточные, роторные) различаются расположением блоков продукта и способом его загрузки.

В жидких средах продукт замораживается быстро. Этот способ замораживания требует расхода электроэнергии на 20... 30 % меньше по сравнению с воздушным способом.

При замораживании пищевых продуктов в жидких хладоносителях в качестве теплоотводящей среды применяют в основном водные растворы солей хлорида Na, хлорида кальция, пропилен- и этиленгликоля. Замораживание продукта без упаковки в растворе поваренной соли наряду с некоторыми преимуществами (ускорение процесса замораживания и отсутствие усушки) имеет и ряд недостатков: проникновение соли в продукт, изменение цвета и ухудшение товарного вида, потеря экстрактивных веществ, переходящих в рассол. В качестве теплоотводящей среды используют также жидкие азот и диоксид углерода.

Замораживание в кипящих хладагентах происходит очень быстро, качество замороженной продукции высокое.

Наиболее широко применяют для этих целей жидкий азот, который является инертным веществом по отношению к замораживаемым продуктам и имеет низкую температуру кипения при атмосферном давлении (—195,8 °С). Контактное замораживание в жидком азоте характеризуется большой скоростью процесса, простотой технологии и обслуживания технологического оборудования, возможностью организации непрерывного производства. Кроме того, для реализации этого метода замораживания не требуется больших производственных площадей. Однако, эта охлаждающая среда экономически себя оправдывает при замораживании пищевых продуктов высокой стоимости, небольших размеров и малой толщины (готовые мясные блюда, пельмени, ягоды и др.). Продукты относительно большой толщины замораживать в среде жидкого азота нельзя из-за появления механических повреждений, вызываемых температурными напряжениями по объему продукта в результате больших температурных перепадов.

Замораживание в жидкой среде продукта в упаковке (погружной метод) практикуется довольно широко. В качестве упаковки используют полимерную пленку, в которой продукты замораживают, хранят и отправляют к потребителю. Этот метод целесообразно применять для замораживания пищевых продуктов, имеющих неправильную геометрическую форму (например, тушки птицы). Погружной метод позволяет интенсифицировать процесс замораживания, а также механизировать и автоматизировать процесс холодильной обработки продуктов. При этом практически отсутствует усушка продукта, не ухудшается товарный вид его.

4.4. Производство мороженой рыбы

Технология замораживания рыбы. Производство мороженой рыбы всех семейств и видов, кроме рыб тунцового промысла и океани­ческих хрящевых, имеет много общего и осуществляется по единой технологической схеме (рис. 33).

Приемка рыбы                                   Предварительное сортирование

        Мойка                         Предварительное охлаждение рыбы

Сортирование                           Разделывание

        Мойка

Фасование в тару для заморажи-                    Формы, противни,

вания или размещение рыбы в                       коробки, лотки, пачки

морозильном аппарате без тары

Замораживание

  Глазирование                                           Охлажденная пресная вода

  Упаковывание                                  Тара и упаковочные материалы

Маркирование тары

Хранение или отгрузка

мороженой продукции

Рис. 33. Схема производства мороженой рыбы всех семейств (кроме рыб тунцо­вого промысла)

Для производства мороженой рыбы используют рыбу-сырец или охлажденную, отвечающую требованиям технических усло­вий или стандартов.

Перед направлением на замораживание рыбу нужно хорошо промыть чистой водой для удаления слизи и содержащихся в ней микроорганизмов, сбитой чешуи, крови и других загрязнений.

Важной операцией является сортирование рыбы по видам, размерам и качеству в соответствии с действующими требова­ниями. При сортировании отделяется прилов малоценных и не­пищевых рыб, нерыбные объекты промысла, всякого рода загрязнения (губки, водоросли, камни, ракушки и т.д.). Не подлежит замораживанию без специальной предварительной обработки рыба со значительными механическими повреждениями и ране­ниями, по внешнему виду больная, зараженная паразитами.

Рассортированную рыбу направляют на замораживание от­дельными партиями по ее виду, размеру и качеству. Исключени­ем являются треска, пикша и сайда, которых можно заморажи­вать без сортирования по видам.

Рыбу замораживают в разделанном или в неразделанном виде в соответствии с существующими стандартами. Разделывание рыбы на промысле целесообразно в связи с тем, что создаются лучшие условия для безотходной технологии, так как из свежих отходов вырабатываются высококачественные кормовые и техни­ческие продукты. Замораживать и транспортировать разделан­ную рыбу экономически выгодно по сравнению с целой рыбой. В ряде случаев разделывание также позволяет придать рыбе более привлекательный товарный вид, например разделывание макруруса, морского окуня и т. д.

Существует несколько способов разделывания рыбы. Выбор способа зависит от вида и размера рыбы, а также от дальней­шего направления в обработку. На судах при производстве мороженой рыбопродукции наиболее часто применяют следую­щие способы: обезжабривание, обезглавливание, потрошение с оставлением головы, потрошение с обезглавливанием, разделы­вание на спинку (балычок), на кусок.

Разделывание рыбы нужно проводить в строгом соответствии с требованиями действующих стандартов и инструкций по про­ведению этой операции. Разделанную рыбу тщательно промыва­ют чистой водой.

Рыбу замораживают поштучно, россыпью или блоками массой до 12 кг. Масса блока рыбы, замороженной в импортном кон­вейерном контактном морозильном аппарате, должна быть не бо­лее 14 кг.

На судах рыбу замораживают в основном блоками размером 800Х250Х60 мм. В блоке рыба должна быть одного вида, раз­мера, способа разделывания и качества. Для некоторых рыб до­пускается нахождение в блоке близких видов рыб. Это опреде­лено соответствующими технологическими инструкциями и стан­дартами.

Рыбу укладывают в противни или в блок-формы определен­ной стандартной массой. Необходимо обращать внимание на исправность весов, так как отклонения массы блока рыбы явля­ются грубым нарушением стандарта. Перевес в 100...200 г на один блок рыбы приводит к необоснованным потерям для рыбной промышленности десятков тысяч тонн мороженой рыбопродукции. В случае, когда рыбу замораживают в съемных противнях или блок-формах, нужно, чтобы они имели одинаковую массу, иначе добиться получения блоков стандартной массой невозмож­но. При укладывании в противни или в блок-формы рыба долж­на лежать плотно, без больших воздушных прослоек, что обус­ловливает хороший товарный вид продукции и способствует более быстрому ее замораживанию.

Крупную рыбу укладывают в противни или блок-формы ров­ными рядами по длине противня, приголовной частью к торцам, а мелкую помещают насыпью и аккуратно разравнивают по слоям. Рыбу с удлиненным телом (морской угорь, сабля-рыба, угольщик) разрезают на куски, равные по длине противня или блок-формы. Рыбу с плоским телом укладывают плашмя, камба­лу укладывают в нижний слой слепой стороной вниз, а в верх­ний слой — слепой стороной вверх. Заполненные противни или блок-формы закрывают крышками и зажимают. При этом слегка подпрессовывают рыбу, что способствует ее более быстрому замораживанию. Без крышек рыба в противнях замораживается быстрее, однако это запрещено технологическими инструкциями из-за заветривания поверхности рыбы и увеличения ее усушки, что впоследствии приводит к более быстрой потере качества мороженой рыбопродукции (потере товарного вида) в результа­те денатурации белка, окисления жира.

В формах без крышек можно замораживать мелкую рыбу. При этом ее нужно тщательно выровнить по форме и слегка уплотнить руками.

У покупателя более высоким спросом пользуется рыба в мелком фасовании. Для этого мелкую или разделанную рыбу замораживают порциями от 0,25 до 2,0 кг. Перед замораживанием ее укладывают в парафинированные или ламинированные кар­тонные коробки, в пакеты или салфетки из пергамента (подпергамента), целлофана или других упаковочных материалов. Картонные коробки и пакеты с рыбой для замораживания укладывают плотно в один ряд в противни. Крышками противни в этом случае не закрывают.

Мелкую рыбу разрешается укладывать в лучиночные коробки массой до 3 кг.

В условиях промысла рыбу в основном замораживают в воздушных или плиточных морозильных аппаратах. Рыб тунцового промысла также замораживают в жидкостных морозильных аппаратах.

Особенности замораживания рыбы в воздушных, плиточных и жидкостных морозильных аппаратах заключаются в следующем.

В воздушных морозильных аппаратах в зависимости от их конструкции рыбу замораживают поштучно, россыпью и блоками в потоке холодного воздуха температурой не выше —30 °С, движущегося со скоростью 4...7 м/с. Основную массу рыбы замораживают стандартными блоками массой до 12 кг в противнях или в блок-формах. Крупных рыб, не помещающихся в блок-формы, и особенно ценных рыб, не подлежащих замораживанию блоками, укладывают в один ряд на сетчатые полки или в металлические противни, которые устанавливают на конвейер морозильного аппарата или на помещенные в него этажерочные тележки. Осетровых и крупных лососей замораживают в подвешенном состоянии. Очень крупных рыб и черепах замораживают на покрытых металлическими листами (из оцинкованного железа) деревянных решетках, установленных на полу камеры или на паелах трюма (твиндека).

Мелкофасованную рыбу (в картонных коробках, в пакетах из полимерных пленок) замораживают в открытых, противнях.

В процессе замораживания нужно хорошо контролировать температурный режим в морозильном аппарате и постоянно поддерживать разность температуры воздуха и хладагента около 10 °С.

Продолжительность замораживания рыбы в воздушных морозильных аппаратах зависит от ее размера, формы, химического состава, начальной температуры, а также от конструкции аппарата, температуры воздуха в нем и т. д. Ориентировочная продолжительность (в ч) замораживания рыбы от начальной температуры 10...20°С до —18 °С при температуре воздуха в морозильном аппарате от —30 до —40 °С составляет:

Блоки толщиной 60 мм                           3...4

Крупная и средняя в раскладку                         3...6

Осетровые, лососевые и другие крупные

рыбы  в подвешенном состоянии                      6...10

Ускорить процесс замораживания в воздушных морозильных аппаратах возможно путем понижения температуры воздуха от —30...—35⁰C дo—38...—40⁰C.

Замораживание рыбы в плиточных морозильных аппаратах производится блоками массой до 12 кг. Замораживаемую рыбу укладывают в металлические блок-формы.

Примерзание рыбы к плитам можно предотвратить путем понижения температуры кипящего хладагента в плитах до —60...—65°С или нанесения специальных антиадгезионных покрытий.

В плиточных и некоторых воздушных морозильных аппаратах применяется подпрессовка рыбы.

Влияние величины давления при подпрессовке рыбы на продолжительность замораживания характеризуется следующими данными:

Давление, МПа                  0,0     0,001    0,003    0,007    0,01

Продолжительность

заморажи­вания, мин        205       185       180       180     179

При увеличении давления при подпрессовке рыбы выше 0,003 МПа продолжительность замораживания сокращается нез­начительно. Кроме того, давление на рыбу выше 0,003 МПа мо­жет вызвать ее деформацию и ухудшить качество. Наиболее целесообразно давление при подпрессовке рыбы 0,001 ...0,003 МПа.

При замораживании рыбы блоками на продолжительности процесса существенно сказываются плотность укладки и степень заполнения противней или блок-форм рыбой.

Применение рядовой укладки рыбы в блок-формы перед ее замораживанием улучшает товарный вид готовой продукции и сокращает продолжительность процесса, однако повышает его трудоемкость.

Температура хладагента в отечественных плиточных аппаратах от —30 до —40 °С, а в аппаратах FGP (Германия) от —55 до —65 °С. Продолжительность замораживания рыбы блоками толщиной 60 мм соответственно составляет 3,0...2,2 и 1,5...1,0 ч.

При замораживании тунцов в охлажденном растворе (рассоле) поваренной соли плотность раствора составляет 1,16... 1,17 г/см³, а температура —18...—19°С. Для приготовления рассола используется поваренная соль по качеству не ниже I сорта помолов № 2 или № 3.

Рыбу, замороженную контактным способом, необходимо промыть в течение 20...30 с чистой пресной или морской водой не допуская при этом значительного отепления рыбы.

На береговых предприятиях рыбу замораживают в стеллажных морозильных камерах. При этом рыбу мелкую и средних размеров замораживают россыпью или блоками в металлических формах.

При замораживании россыпью ее помещают на стеллажи из оцинкованного железа равномерным слоем 8...12 см. Через 40... 60 мин подмороженную с поверхности рыбу переворачивают деревянной лопаткой во избежание смерзания рыбы и примерзания ее к железу, через 2...3 ч эту операцию повторяют.

Крупную рыбу замораживают в подвешенном состоянии, а очень крупных рыб укладывают на листы из оцинкованного железа, размещенные на специальных решетках. Рыбу в мелком фасовании (в коробках, пакетах, пачках) замораживают на стеллажах, укладывая упаковки в один ряд. Ориентировочные нормы загрузки рыбы в морозильные камеры приведены ниже (в кг):

На 1 м² грузовой площади пола                                                      Не более 100

На 1 м² стеллажей в зависимости от размеров рыбы                   От 30 до 50

На 1 м подвесных устройств (вешала и подвесные пути)           Не более 200

Допускается замораживать рыбу, кроме осетровых и лососевых, в льдоводяной смеси. При подледном лове рыбу можно замораживать естественным холодом на открытом воздухе.

В соответствии с существующими требованиями рыбу замораживают до температуры в центре ее тела не выше —18 °С, при рассольном замораживании — не выше —12 °С, а при льдосолевом и естественном — не выше —6 °С.

Извлечение блоков замороженной рыбы из форм производится чаще всего с применением оттаивания электрическими подогревателями или теплой (25—30 °С) водой. Подогрев является вынужденной мерой, его нужно проводить только до такой степени, чтобы можно было легко извлечь блок рыбы из формы. При плохом контроле за этой операцией может происходить излишнее отепление блока рыбы, что в последующем окажет отрицательное влияние на глазирование рыбы.

Пороки охлажденной и мороженой рыбы

Пороки (дефекты) — это различные отклонения от нормы изъяны, недостатки или повреждения.

Пороки рыбы, не угрожающие здоровью человека и незначительно снижающие ее товарный вид и пищевую ценность, в строго ограниченных пределах могут иметь место даже в первосортной продукции, что допускается действующими стандартами. Такие пороки называются допустимыми.

Пороки, вызывающие у потребителя отрицательные эмоции, угрожающие его здоровью, снижающие товарный вид и пищевую ценность рыбы, называются недопустимыми. Охлажденную и мороженую рыбу с такими пороками не разрешается использовать в пищевых целях.

Пороки охлажденной и мороженой рыбы, которые можно устранить в процессе ее переработки, называются устранимыми. Если пороки обусловливают пищевую непригодность охлажденной и мороженой рыбы (по официальному заключению органов санитарно-пищевого надзора), то они называются неустранимыми, а рыба считается испорченной и относится к категории брака.

Пороки охлажденной и мороженой рыбопродукции возникают в результате нарушения режимов добычи рыбы, чрезмерно длительного нахождения ее в орудиях лова, неправильного хранения и несвоевременного охлаждения в рыбоохладителях, несоблюдения режимов замораживания, глазирования, перегрузки, транспортирования и хранения.

В целях недопущения или устранения пороков охлажденной и мороженой рыбы нужно знать причины их возникновения и характерные признаки. В этой связи приводится краткое описание основных пороков охлажденной и мороженой рыбы.

Ослабевшая консистенция. Этот порок возникает при задержке рыбы в орудиях лова, на палубе или в охладителях. Ослабление консистенции является результатом автолиза белков и проявляется в размягчении тканей. Ослабевшая консистенция допускается стандартами для охлажденной рыбы и мороженой рыбы II сорта.

Слабая консистенция. Этот порок, как и предыдущий, связан с задержкой рыбы до обработки, но более длительной. Слабая консистенция тканей рыбы является результатом изменения белков под действием автолитических и бактериальных процессов. Мясо такой рыбы после тепловой обработки имеет повышенную сухость и жесткость.

Дряблая консистенция. Этот порок возникает при значительной задержке рыбы-сырца до обработки. В результате сильно выраженного автолиза и бактериологических процессов мясо рыбы размягчается до такой степени, что начинает отделяться от костей. Мясо такой рыбы после тепловой обработки имеет Рачительную сухость и жесткость.

Ухудшение консистенции рыбы происходит также при нарушении режимов ее холодильной обработки и хранения.

Бесструктурность мяса. Этот порок развивается в рыбе-сырце. Бесструктурную рыбу не следует после сортирования направлять в торговлю или предприятиям общественного питания. Рыбу с бесструктурным мясом следует направлять на производство фаршевых или других кулинарных изделий непосредственно на рыбообрабатывающем предприятии.

Бесструктурность может быть следующих видов: сплошная желеобразность (студенистость); участки мяса с более размягченной консистенцией, чем остальная мышечная ткань данной рыбы (первая стадия молочной бесструктурности); участки с разжиженной (молочной) массой; известковое состояние (мясо огрубленное, в сыром виде напоминает вареное).

Бесструктурность мяса рыбы вызывается разными причинами. В ряде случаев этот порок развивается у рыб, имеющих в тканях комплекс ферментов с высокой протеолитической активностью. К таким рыбам можно отнести стрелозубого палтуса, анчоуса, нерестовую сельдь. Бесструктурность у таких рыб, как горбуша, камбала, кета, пикша, меч-рыба, скумбрия, пеламида, треска, тунец, хек, может появиться под действием развивающихся в них миксоспоридий.

Бесструктурность мяса рыбы может быть результатом нарушения технологии добычи и обработки рыбы. Например, при больших подъемах рыбы в трале на палубу (40 т и более) и перевалках трала во время выгрузки из него рыбы создается настолько большое давление на отдельные экземпляры рыб, что их ткань разрушается, становится бесструктурной.

Внешние признаки, по которым рыбу с бесструктурным мясом в свежем виде можно было бы безошибочно отличить от рыбы, неподверженной этому пороку, практически отсутствуют. Этот порок становится заметным после замораживания, последующего холодильного хранения и размораживания рыбы в местах потребления.

Определять наличие, характер и степень бесструктурности мяса рыбы рекомендуется ощупыванием ее спинок с последующим надрезом и съемом кожи у сомнительных экземпляров для ви­зуального исследования состояния мяса.

По содержанию влаги, плотных веществ, жира, общего азота бесструктурное мясо рыбы не отличается от мяса рыбы нормаль­ной структуры, однако в нем содержится в 2...3 раза больше экстрактивного азота. Рыба с бесструктурным мясом нетоксична и в принципе пригодна для производства некоторых видов пищевой продукции, например кулинарных изделий.

Лопанец брюшка. Появление этого порока связано с задержкой обработки рыбы-сырца или неудовлетворительным ее хранением и охлаждением. Лопанец брюшка является результатом разрушения брюшных тканей под действием протеолитических ферментов внутренностей рыбы или пищи, содержащейся в ее желудочно-кишечном тракте. Лопанец быстрее образуется у подвижных рыб с нежной консистенцией и активной ферментативной системой внутренних органов. Такие рыбы обычно хорошо созревают при посоле — это сельди, сардины, килька, хамса и др. Однако лопанец может наблюдаться в определенное время года и у таких рыб, как треска (во время питания мойвой), хек, путассу.

По действующим стандартам у охлажденных и мороженых (I сорта) бычка, кильки, корюшки, мойвы, салаки, сайки и хамсы допускается слегка лопнувшее брюшко. У перечисленных охлажденных и мороженых рыб II сорта допускается лопнувшее брюшко с частичным обнажением внутренностей, но без их выпадения.

Изменение цвета рыбы. Изменение цвета поверхности рыбы является важным показателем в оценке ее качества. После смерти в теле рыбы происходят сложные химические изменения, затрагивающие ее кожный покров и подкожные ткани. В результате этого постепенно меняется цвет кожно-чешуйчатого покрова, разрушаются некоторые пигменты, происходят сложные изменения в слизи рыбы. После смерти поверхность тела рыбы постепенно бледнеет, тускнеет, изменяется ее прижизненная окраска. Характер этих изменений зависит от условий хранения рыбы-сырца и способов ее обработки. При неблагоприятных условиях хранения рыбы-сырца (недостаточно низкая температура, сильная бактериальная обсемененность, отсутствие защиты от воздействия солнца, ветра и т.д.) эти изменения протекают интенсивно и, следовательно, быстро ухудшается качество рыбы.

Однако некоторые цветовые изменения кожного покрова и тканей рыбы не связаны с потерей рыбой пищевых достоинств и, следовательно, не могут рассматриваться как пороки рыбной продукции.

Наиболее часто встречаются такие изменения цвета кожного покрова, как потемнение, покраснение, побеление, потускнение, позеленение, пожелтение. Для уменьшения или устранения этих пороков следует выявлять причину изменения цвета охлажденной и мороженой продукции.

Потемнение поверхности сельди возникает при задержке ее в обработке и усиливается при механическом воздействии на рыбу.

Обесцвечивание или пожелтение поверхности красных морских карасей происходит в результате изменения пигментов кожного покрова.

Потемнение мяса тунца и пеламиды вызывается окислением гемоглобина крови и миоглобина мяса и образованием соединений темно-красного (почти черного) и темно-коричневого цвета. Потемнение мяса тунца и пеламиды можно замедлить путем применения очень низких температур (—40...—50°С) при хранении рыбы.

Позеленение мяса тунца и меч-рыбы возникает при задержке обработки рыбы и является результатом химического взаимодействия гемоглобина с сероводородом под действием серообразующих бактерий или при порче рыбы-сырца. Во время этих реакций образуется изовалериановая кислота, придающая рыбе неприятный запах.

Кровоизлияния и кровоподтеки. Образуются в период предсмертной агонии рыб в результате разрывов кровеносных капилляров. Действующими стандартами они допускаются у некоторых мороженых рыб.

Вздутость кожи и затеки воды в брюшную полость. Этот порок встречается у океанической сельди-сырца при длительном пребывании ее в воде. Место вздутости темнеет и тускнеет. Между кожей и телом рыбы образуются заполненные водой пузыри.

Порочащие запахи. Из порочащих запахов в основном отмечают кислый и гнилостный. Кислый запах сначала появляется на поверхности рыбы и в жабрах. В дальнейшем он появляется и во внутренних слоях рыбы. В местах потребления у всех охлажденных рыб, кроме осетровых, допускается слабый кисловатый запах в жабрах, легко удаляемый при промывании водой. Кисловатый запах в жабрах допускается у мороженой рыбы II сорта. При значительном развитии микрофлоры наблюдается гнилостный запах, который обусловлен накоплением продуктов глубокого распада белков: аммиака, сероводорода, скатола и др. Однако появление гнилостного запаха не всегда является основанием для снижения сортности рыбы. Часто гнилостный запах наблюдается вследствие разложения слизи, крови, содержимого кишечника, в то время как мясо рыбы еще не подверглось порче и пригодно для пищевого использования. Если после промывания и потрошения рыбы гнилостный запах полностью исчезает, то ее можно использовать в пищевых целях.

«Старые» запахи часто наблюдаются у мороженой рыбы при ее длительном хранении в неблагоприятных условиях. Они чаще возникают у тощих рыб и являются признаком глубокой денатурации белков. Рыба со «старыми» запахами теряет присущую ей консистенцию и плохо усваивается организмом человека.

Кроме того, у рыбы могут наблюдаться запахи окислившегося жира, нефтепродуктов, лекарственные запахи и т.д.

У мелкой охлажденной рыбы допускается слабый запах ила;

у мороженых рыб II сорта (белорыбица, нельма, семга, лососи каспийские, балтийские, озерные и дальневосточные, а также сиговые) допускается запах окислившегося жира на поверхности (у сардин — слабый, у океанических рыб и мелких сельдевых и анчоусовых мороженых—незначительный).

У мороженых филе и рыбы специальной разделки из океани­ческих рыб допускается слабовыраженный йодистый запах, а из рыб, вылавливаемых в лиманах, прудах и реках, — слабовыраженный  илистый запах.

Недомороженность рыбы. Выгруженные из воздушных или плиточных морозильных аппаратов отдельные рыбы или блок должны иметь температуру не выше —18°С. Если температура рыбы выше, то это свидетельствует о ее недомороженности. Недомороженная рыба плохо глазируется, нарушает температурный и влажностный режим в камере (трюме) хранения, плохо со­храняется.

Отсутствие или недостаток глазури. Масса глазури на моро­женой рыбе и филе определяется действующей нормативно-тех­нической документацией. Для большинства видов рыб масса глазури должна составлять не менее 4 % массы рыбы.

Высыхание. Это порок мороженой рыбы, при котором ее кож­ный покров и мясо теряют нормальный, присущий данному виду рыбы цвет. Мясо приобретает сухую, жесткую, волокнистую консистенцию. Запах, свойственный данному виду рыбы, осла­бевает, появляются «старые» запахи. При высыхании в поверхностных слоях мяса рыбы образуется обезвоженный губчатый слой, что приводит к быстрой порче жира и денатурации белков. Предотвратить высыхание мороженой рыбы можно путем ее глазирования или упаковывания в паронепроницаемые ма­териалы.

Смерзание. Смерзание отдельных рыб или блоков происходит в тех случаях, когда из морозильных аппаратов выгружается недомороженная рыба или неправильно проводится ее глазирование. Сильно смерзается рыба, замороженная в льдосоляной смеси или в растворе хлористого натрия.

Порча жира. Порча жира в мороженой рыбе расценивается как очень серьезный порок. Она происходит в результате одно­временного воздействия кислорода воздуха, внутритканевого кислорода и ферментов. Рыба с испорченным жиром в пищу непригодна.

Внешне окислительная порча жира часто проявляется в по­желтении подкожного слоя и тканей рыбы. Такое пожелтение необходимо отличать от раннего специфического подкожного пожелтения каротиноидного характера, возникающего у многих рыб в местах темной пигментации кожи.

Заражений рыбы паразитами. В охлажденной и мороженой рыбопродукции встречаются паразиты трех классов: нибелинии, веслоногие рачки и миксоспоридии.

Нибелинии и веслоногие рачки неопасны для человека, но ухудшают товарные свойства продукции, которая при сильном заражении может быть переведена в непищевую. Нибелинии особенно часто встречаются в минтае. Предельно допустимая зараженности - до 4 личинок нибелинии в одном экземпляре рыбы. Веслоногие рачки часто встречаются у некоторых видов океанических рыб, особенно обитающих в теплых водах. Нормы зараженности рыбы веслоногими рачками не установлены, однако присутствие их на поверхности рыбы, предназначенной для пи­щевых целей, не допускается. Рыба, зараженная небольшим количеством веслоногих рачков, направляется на промышленную переработку для удаления паразитов.

Многие виды миксоспоридий не опасны для человека, но ухуд­шают товарный вид рыбы и снижают ее качество. Миксоспоридий образуют крупные цисты, внедрившиеся в ткань рыбы. Отличить патогенные миксоспоридий от непатогенных в условиях промысла трудно. Для этого необходимо обратиться к специалистам по болезням рыб.

Загрязнение токсическими веществами. В ряде районов Ми­рового океана некоторые виды рыб могут содержать повышенное количество токсических веществ, что существенно снижает пи­щевую ценность продукта и является серьезным пороком, по­скольку имеется опасность отравления людей. В первую очередь к этим веществам относятся тяжелые металлы: ртуть, кадмий, свинец, олово, хром, мышьяк и их соли, а также пестициды, полихлорированные бифенилы, нефть и нефтепродукты и другие подобные вещества.

Механические повреждения. К ним относятся поломки плав­ников, срывы кожи, надломы жаберных крышек, побитости, ране­ния и ушибы рыбы, порезы, уколы в надлежащих местах, трещины, повреждения головы или облом ее. Некоторые механи­ческие повреждения допускаются действующей нормативно-тех­нической документацией. Так, например, у охлажденной мелкой рыбы допускается сбитость чешуи, а у сельдевых анчоусовых, корюшковых и чехони она может отсутствовать. У бычка, кильки, корюшки, мойвы, салаки, сайки, хамсы допускаются небольшие срывы кожи.

Число механических повреждений возрастает с увеличением продолжительности траления и нахождения рыбы в орудиях лова.

Рыба с большими наружными механическими повреждениями может быть переведена в разряд нестандартной.

Неправильное разделывание. К порокам в результате непра­вильного разделывания относятся наличие костей у филе, остав­ление незащищенных внутренностей у потрошеной рыбы, выхваты мяса, порезы, оставление жучек на тушке ставриды и т.д.

Кроме того, к порокам мороженой рыбной продукции отно­сятся несоответствие размеров рыбы стандартам или наличие рыбы других видов, несоответствие стандартам массы нетто упаковки, дефекты тары и ее маркирования.

4.5. Холодильное хранение рыбного сырья

Физические изменения в мороженом пищевом сырье сводятся к усушке, перекристаллизации льда, изменению гистологической структуры тканей, изменению цвета покрова и мяса, птицы, рыбы, овощей и плодов.

В начале хранения усушке в основном подвержены поверхностные слои тканей сырья. В результате этого в них образуется обезвоженный губчатый слой, который представляет собой большую активную поверхность. Через нее с одной стороны из сырья в окружающий воздух диффундируют водяные пары, а с другой стороны наружный воздух проникает в поверхностные слои продукта. Поэтому количество кислорода в поверхностном слое рыбы непрерывно возобновляется и, следовательно, активизируются окислительные процессы. Окраска сырья тускнеет, подкожный жир окисляется. Сырье приобретает неприятный привкус и запах.

Усушка способствует быстрой денатурации белков рыбы. Сырье теряет свойственный ему цвет, приобретает сухую жесткую консистенцию.

Усушка обусловливается разностью влагосодержаний воздуха над поверхностью продукта и в холодильной камере. На величину усушки влияют вид, состояние, форма и размер сырья, способ его размещения в холодильной камере, плотность укладки, вид упаковки, количество внешних теплопритоков, температура и влажность воздуха, вид системы охлаждения и т.д.

Условием, исключающим изменение массы продукта, является отсутствие массообмена и энергообмена с окружающей средой. Однако такие условия на производстве труднодостижимы. Обычно относительная влажность воздуха в помещениях, где хранится мороженая рыбопродукция, составляет от 92 до 98%. Несмотря на предохранительные меры, температурный и влажностный режим в камерах хранения мороженого пищевого сырья недостаточно равномерен, особенно в летний период, когда температурный перепад воздуха в разных зонах камеры может достигать нескольких градусов. В камере неравномерна и влажность воздуха. Поэтому усушка продуктов в разных частях камеры различна.

Например, количество воды G_p, испаряющейся из рыбы, имеющей поверхность F (м²), за время τ (с) определяется по формуле

G_p = σ(P'' - Р')Fτ ,

где σ - коэффициент испарения, кг/(м²·с·Па); Р" - парциальное давление водяных паров над поверхностью рыбы, Па; Р' - парциальное давление водяных паров в камере хранения рыбы, Па.

Коэффициент испарения σ показывает, сколько испаряется воды с 1 м² поверхности рыбы при разности Р" и Р' в 1 Па в течение 1 с. Он зависит от состояния поверхности рыбы, скорости движения воздуха и ряда других факторов.

Разность парциальных давлений водяного пара можно заменить разностью содержаний влаги в воздухе d'' - d' , тогда формула приобретает вид:

G_p = σ(d'' - d')Fτ.

Из уравнений следует, что усушка рыбы не происходит если P''- Р'=0 или d" — d' = 0, т. е. когда относительная влажность воздуха равна 100%.

При низких температурах усушка продукта меньше, чем при более высоких температурах. Повышенная циркуляция воздуха способствует увеличению усушки мороженого пищевого сырья.

Усушка продукта снижается при более полной и плотной загрузке трюма судна или холодильной камеры. Она находится в прямой зависимости от величины теплопритоков в камеру хранения, однако влияние их тем меньше, чем ниже температура.

Следовательно, при полной загрузке камер хранения мороженой продукцией, плотном закрывании дверей, препятствующем проникновению теплопритоков, создаются хорошие условия для сохранения качества мороженого сырья.

Усушка продукта зависит от вида системы охлаждения трюмов судов и камер береговых холодильников. Минимальная усушка мороженого продукта наблюдается при панельной системе охлаждения, несколько большая — при батарейной, максимальная — при воздушной системе охлаждения. Герметичная упаковка мороженого продукта резко снижает усушку и, следовательно, способствует более длительному сохранению его качества.

Летом усушка мороженого продукта, больше, чем зимой. В одноэтажных холодильниках она несколько выше, чем в средних этажах многоэтажных холодильников. В холодильниках, расположенных в южных зонах страны, усушка продукта больше, чем в северных зонах.

Усушка сырья возрастает по мере ухудшения качества изоляции холодильных камер и трюмов судов. На это нужно обращать особое внимание и своевременно проводить их ремонт.

При понижении температуры хранения продукта до —25...— 30 усушка уменьшается на 15...20% по сравнению с ее хранением при температуре —18°С, однако и в этом случае наблюдаете неблагоприятное влияние теплопритоков. Следовательно, нужно всемерно уменьшать теплопритоки в камеры хранения мороженого продукта.

При хранении в тканях мороженого пищевого сырья происходит перекристаллизация льда. Число кристаллов льда сокращается в связи с превращением мелких кристаллов в более крупные. Изменение кристаллической структуры в продукте происходит тем быстрее, чем выше и неравномернее температура ее хранения. В результате перекристаллизации наблюдается изменение цвета продукта, что является следствием различного оптического преломления кристаллов разных размеров. Перекристаллизация вызывает изменение гистологической структуры тканей продукта и приводит к ухудшению ее качества. Сырье с крупными кристаллами льда теряет больше тканевого сока при размораживании, мясо ее после тепловой обработки становится сухим, жестким, хуже усваивается организмом человека.

При длительном хранении сырья животного происхождения в замороженном виде на их состояние влияют различные изменения, сопутствующие кри­сталлизации льда. Одним из них является агрегационные вза­имодействия сократительных белков, обусловленных вымерза­нием воды. Вымораживание воды способствует лучшему кон­такту белковых частиц, создает благоприятные условия для взаимодействия активных групп белковых макромолекул с об­разованием прочных связей между ними. Это сказывается на свойствах мяса: оно хуже переваривается, понижается раство­римость белков и их гидрофильность, уменьшается количество адсорбционно связанной воды.

Вследствие вымораживания воды из тканевых жидкостей об­разуются гипертонические растворы. Воздействие гипертониче­ских растворов обусловливает денатурацию белков и распад белковых структур, прежде всего липопротеидов, а затем и других белковых комплексов. Степень указанных изменений за­висит от продолжительности воздействия гипертонической среды в процессе замораживания и длительного хранения в заморо­женном виде. Даже небольшие денатурационные изменения в миофибриллах вызывают значительное уменьшение влагосвязывающей способности мышечных волокон. Вредное влияние гипертонических растворов можно уменьшить, если ткани замо­раживать быстро и хранить при —35÷—40 °С.

В мороженом сырье даже при температуре хранения —20... —30 °С протекают ферментативные процессы. Особенно быстро идет гидролиз жира, т. е. его разложение в присутствии ферментов на глицерин и свободные жирные кислоты. Гидролиз жира не следует рассматривать как порчу продукта, но он способствует ускорению окислительных процессов.

Окисление жира происходит вследствие одновременного воздействия кислорода воздуха, внутритканевого кислорода и ферментов.

В результате в продукте накапливаются продукты окисления, обладающие неприятным привкусом и запахом, некоторые из них токсичны. Окислительная порча жира сопровождается сначала пожелтением или потемнением кожного покрова мяса, птицы и рыбы, а затем и мышечных тканей.

Замедлить окислительную порчу жира мороженого сырья можно путем его глазирования, применения газонепроницаемых упаковок или более низких температур хранения. У некоторых морских рыб после непродолжительного хранения в мороженом виде возникает раннее специфическое подкожное пожелтение, не связанное с окислительной порчей жира. В мороженой рыбе при ее хранении происходит денатурация белков. Наибольшая скорость денатурации белков рыбы наблюда­лся при температура от —1 до —5°С. При температуре —18°С и ниже денатурация протекает медленно. Денатурация белков быстрее происходит у тощих рыб. Она является необратимым процессом, вызывающим преобразования коллоидной структуры и химического строения белка. Признаком глубокой денатурации мороженого сырья служит появление так называемых «старых» запахов. Мясо, птица и рыба со «старыми» запахами теряет нормальную консистенцию и плохо усваивается организмом человека.

При длительном хранении мороженой продукции количество микроорганизмов в ней даже несколько уменьшается. Однако микроорганизмы низкую температуру переносят лучше, чем высокую. Особенно стойки к воздействию низкой температуры спорообразующие микробы и плесени.

4.8. Увеличение сроков хранения охлажденного и мороженого рыбного сырья

Одной из важнейших задач холодильной технологии является изыскание способов увеличения сроков хранения охлажденной и мороженой пищевой продукции. Эта задача решается путем правильного выбора режимов, предварительного хранения и обработки пищевого сырья, создания непрерывной холодильной цепи на всех участках производства, транспортирования и хранения, применения более низких температур, упаковывания в газо- и паронепроницаемые материалы, использования различных консервантов.

Рыба в охлажденном состоянии в зависимости от ее вида, условий обработки и хранения сохраняется от 1 до 12 сут., а допустимый срок хранения охлажденного мяса с учетом его транспортирования составляет 12-16 суток в зависимости от вида мяса при температуре воздуха 0 - —1^оС, относительной влажности 85% и умеренной циркуляции 0,06-0,2 м/с. Срок хранения птицы составляет 5-6 суток при температуре воздуха 0 - —2^оС, относительной влажности воздуха 80-85%.  На продолжительность сохранения качества охлажденного сырья животного происхождения оказывают влияние технологические и санитарно-гигиенические условия производства, транспортирования и хранения, а также ее исходное состояние и качество до охлаждения.

Способы увеличения сроков хранения охлажденной рыбы в основном основаны на подавлении жизнедеятельности микроорганизмов. Охлажденная рыба сохраняется тем дольше, чем раньше началось ее охлаждение. Так, треска, выловленная в летний период и хранившаяся на палубе до разделывания и охлаждения 6...10 ч, в дальнейшем сохранялась во льду 6...7 сут, а разделанная и пересыпанная льдом сразу после вылова - 10...12 сут.

Сроки хранения охлажденной рыбы увеличиваются с понижением температуры. Так, при температуре 5 °С треска сохраняется 4...5 сут, а при 0°С— 10...12 сут.

Сроки хранения охлажденной рыбы можно увеличить на 3...5 сут путем применения антисептиков. В качестве антисептика применяется сорбат калия. Применение льда, содержащего 0,1% сорбата калия и 3% поваренной соли, позволяет увеличить срок хранения охлажденной рыбы на 3-4 суток. Эффективна обработка рыбы раствором сорбата калия, с добавлением полифосфатов и лимонной кислоты, которые усиливают антибактериальный эффект консерванта.

Применение озона. Озон имеет в молекуле три молекулы атома кислорода и является хорошим окислителем. Антимикробное действие озона связано с нарушением физиологической функции цитоплазматических мембран в результате вовлечения в процесс озонолиза липидной фракции и возникновения реакции конденсации между белковыми компонентами мембраны и продуктами распада мальозонида, а также с окислением тиоловых групп ферментов. Для увеличения сроков хранения охлажденной рыбы предлагается проводить озонирование, поддерживая концентрацию озона в течение 4 ч на уровне 10-20 мг/м³ ежедневно первые 4 сут, а затем на уровне 4-6 мг/м³ по 3 ч с интервалом в 2 сут. Принимая во внимание специфику реакций, возникающих при озонолизе, вопрос о применении озона для увеличения сроков хранения охлажденного мяса можно решить положительно при условии прямых доказательств сохранения биологической ценности продукта и отсутствия образования в нем токсических веществ.

Применение озонированной воды, содержащей 0,3-1,0 мг озона на 1 литр для промывки филе и рыбы позволяет удлинить срок их хранения в охлажденном виде на 33-50%. Экономически целесообразно использование озонированного льда для хранения охлажденных филе и рыбы в торговой сети.

Применение регулируемых газовых сред. Подавление развития аэробных бактерии зависит от состава и концентрации газовых сред. Газообразный диоксид углерода хорошо проникает через оболочки, обладает хорошей растворимостью в воде и еще большей – в жире. Оптимальными газовоздушными смесями являются смеси с содержанием диоксида углерода от 20 до 70%.

Кроме воздействия на микроорганизмы растворенный в жире газообразный диоксид углерода тормозит окисление жира. Существенное подавление активности психрофильных аэробных микроорганизмов достигается при 10%-ной концентрации диоксида углерода (увеличение содержания СО₂ приводит к потемнению поверхности мяса). При таком содержании углекислого газа удлиняется лаг-фаза, продолжительность хранения охлажденного мяса, птицы и рыбы при -1-(-1,5) °С и относительной влажности 90-95% увеличивается в 2 раза по сравнению с хранением в обычной атмосфере. При концентрации диоксида углерода 20...30 % замедляется развитие многих микроорганизмов, а при концентрации более 50 % — и плесеней.

Эффективное подавление развития микроорганизмов в атмосфере азота достигается при 95%-ном его содержании. В этих условиях в процессе хранения резко изменяется качественный состав микрофлоры за счет преобладающего развития факультативно-анаэробных бактерий. Сроки хранения охлажденного мяса в атмосфере азота увеличиваются по сравнению с хранением в воздухе в 2,5-3 раза. Хранение в атмосфере азота позволяет затормозить развитие окислительной порчи жира.

В настоящее время наблюдается тенденция к использованию смеси азота и углекислого газа с целью создания модифицированной атмосферы, обеспечивающей увеличение сроков холодильного хранения мяса. Наиболее выраженным ингибирующим действием обладает углекислый газ и смесь, состоящая из 70 % азота, 25% углекислого газа и 5% кислорода.

Положительно оценивается введение в состав газовой смеси оксида углерода. Образование карбоксимиоглобина обеспечивает стабильность окраски мяса. Присутствие оксида углерода оказывает не только угнетающее, но и губительное действие на микроорганизмы. Указанный эффект достигается при 2-10%-ном содержании СО. Перспективно использовать в моди­фицированной атмосфере окись этилена, обеспечивающую бактерицидное действие.

Бактерицидным действием обладают ультрафиолетовые лучи длиной волн от 200 до 315 нм. В зависимости от вида микроорганизмов доза бактерицидного облучения, необходимая для и уничтожения, различна. Так, если энергию, необходимую для уничтожения Е. coil, принять за единицу, то для разрушения Реn.glaucum требуется в 13,5 раза, а для Asp. niger — в 23 раза больше энергии. Проникающая способность УФ-лучей невелика и составляет 0,1 мм. Под действием лучей может происходить денатурация белков, стимулируется окисление жиров. При длительном облучении происходит инактивация ферментов.

Использование УФ-облучения в сочетании с низкими температурами позволяет продлить время хранения охлажденных мяса, рыбы, птицы, плодов и овощей в 2-2,5 раза.

Замороженные продукты хранят при температурах минус 18 ^оС и ниже в зависимости от вида продукта и продолжительности хранения при относительной влажности близкой к 100%. Колебания температуры воздуха камеры в процессе хранения мороженого пищевого сырья не должны превышать ±0,5^оС. При температуре воздуха камеры минус 18 ^оС говядину хранят до 12 месяцев, баранину – до 10 месяцев, свинину – до 6 месяцев, рыбу от 1 до 6 месяцев, плоды и овощи до 6 месяцев.

Применение ионизирующей радиации. Ионизирующее облучение имеет большую проникающую способность. Так, γ-лучи легко преодолевают толщину продукта в 300 мм. Летальное, или мутагенное, действие ионизирующих излучений на микроорганизмы связано с непосредственным воздействием радиации на лабильные молекулы, к числу которых относится ДНК, и косвенным влиянием химических реакций, происходящих с участием свободных радикалов, образующихся под влиянием облучения.

В качестве источника α, β, γ-лучей может служить радиоактивный Со⁶⁰. Опыт показывает, что при дозе облучения 0,1...0,5 Мрад многие микроорганизмы погибают. Летальные дозы облучения для разных видов бактерий, дрожжей и плесеней неодинаковы. Некоторые дрожжи и плесени могут восстанавливать свою жизнедеятельность после облучения сублетальными дозами.

Увеличить сроки хранения охлажденного мяса рыбы можно при использовании сравнительно невысоких доз ионизирующей радиации (радуризации), не вызывающих изменений в органолептических показателях продукта. В результате проведенных во Всесоюзном научно-производственном объединении консервной промышленности исследований установили эффективность облу­чения упакованных под вакуумом рыбных полуфабрикатов дозами 3-6 кГр. При более высоких дозах облучения наблюдается более выраженное подавление развития микроорганизмов, но в продуктах появляется посторонний запах. Сочетание облучения дозами 3-5кГр с охлаждением полностью исключает возможность развития в радуризованных мясопродуктах патогенных и токсигенных микроорганизмов. Ввиду слабой биохимической активности остаточной микрофлоры сроки хранения охлажденного мяса увеличиваются до 2 мес. В 1980 г. Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ и МАГАТЭ принято решение о возможности облучения пищевых продуктов дозами до 10 кГр.

Сроки хранения охлажденной мяса рыбы, обработанных α, β, γ-лучами, увеличиваются на 20...25 сут по сравнению с необлученными.

Сроки хранения качества охлажденного пищевого сырья можно увеличить путем упаковывания его в паро- и газонепроницаемые пленки или специальные контейнеры. Наиболее широкое применение для этих целей получили упаковки из полиэтилена высокого и низкого давления, полипропилена, рильсана, вспененного полистирола.

Увеличить сроки хранения охлажденной рыбы можно также путем применения камер с пониженным давлением. Микроорганизмы при пониженном давлении хуже развиваются, и создаются благоприятные условия для довольно длительного сохранения качеств охлажденного мяса рыбы.

Сроки сохранения качества мороженого сырья увеличиваются при понижении температуры его хранения. Например, треска глазированная при температурах —12, —18 и —30°С сохраняется соответственно 3, 6 и 9 мес.

Одним из путей увеличения сроков сохранения качества мороженой пищевой продукции является ее упаковывание в паро- и газонепроницаемые полимерные материалы, применение которых разрешено Минздравом РФ. К упаковочным материалам при этом предъявляются особые требования. Основными из них являются низкая газо- и паропроницаемость, морозостойкость, высокая прочность, хорошее сопротивление проколу. Из существующих пленок широкое применение для упаковывания мороженой пищевой продукции получили целлофановые пленки, пленки из полиэтилена высокого и низкого давления, полипропилена, полиамидов, поливинилиденхлорида и поливинилхлорида. В нашей стране для упаковывания мороженой пищевой продукции в основном применяются пакеты из полиэтилена высокого давления и полиэтилен-целлофана.

Использование полимерных пленочных покрытий предупреждает инфицирование продукта из окружающей среды и защищает продукт от ее воздействия, улучшает санитарное состояние мяса и его товарные характеристики при хранении и реализации, сокращает потери массы.

Увеличение сроков хранения упакованного продукта зависит от его первоначальной микробиологической обсемененности и свойств пленочных покрытий. Степень кислородопроницаемости пленок не оказывает определяющего влияния на состав и количество микроорганизмов, но является важным фактором сохранения цвета и товарных характеристик рыбы. Указанный факт связан с тем, что степень ограничения роста аэробных микроорганизмов в случае недостатка кислорода менее выражена при низких температурах хранения, поскольку растворимость кислорода в воде увеличивается с понижением температуры. Применение пленок с низкой газопроницаемостью cпocoбcтвуeт стабилизации окраски продукта и зaмeдляeт окисление жира.

Эффективность и стоимость упаковки зависят от типа используемых пленок, способов вакуумирования герметизации пакетов. Наиболее простым из них является упаковывание мороженой глазированной продукции в пленки без вакуумирования или с частичным вакуумированием. В этом случае в качестве упаковочного материала можно применять вкладыши из паронепроницаемых материалов, например из полиэтилена высокого давления.

Возможно упаковывание свежей рыбы в пленки ПЦ-3, ПЦ-4 с вакуумированием и последующим замораживанием.

В настоящее время быстроразвивающимся направлением в технологии холодильной обработки является хранение фасованной рыбы под вакуумом, что сопровождается качественным изменением микрофлоры в результате преобладающего развития молочнокислых бактерий. Понижение парциального давления кислорода способствует предотвращению потемнения мяса в результате образования метмиоглобина.

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - О гонке вооружения.

Продолжительность замораживания при вакуумном заковывании в пленки увеличивается на 8...12% по сравнению с неупакованной продукцией, однако это компенсируется значительным увеличением сроков сохранения ее качества.

Представляет интерес упаковывание мороженой рыбы по методу край-о-вэк (вторая кожа). Продукт упаковывается в перфорированную сарановую пленку и затем на 5...10 с помещается в камеру с горячим воздухом или паром. При нагревании пленка сокращается в размерах, отверстия заплавляются и на продукте образуется «вторая кожа». Сарановая пленка обладает низкой газопроницаемостью и поэтому хорошо защищает мороженую продукцию от воздействия кислорода воздуха.

Применение защитных пленок в качестве упаковок позволяет значительно снизить усушку продуктов при их замораживании и холодильном хранении.

Стандартами установлено, что при существующих в промышленности способах упаковывания сроки хранения мороженой рыбы в пакетах из полимерных материалов соответствуют срокам хранения мороженой глазированной рыбы.

Практический интерес представляет использование веществ, оказывающих антиокислительный эффект: аскорбиновой и изоаскорбиновой кислот, их натриевых и калиевых солей, коптильной жидкости, бутилоситолуола.

Продолжительность хранения мороженого пищевого сырья с использованием антиокислителей увеличивается на 1-3 месяца по сравнению с продолжительностью хранения продукции без антиокислителей.