PRINCIPIILE CONSERVARII PRIN CONGELARE

PRINCIPIILE CONSERVARII PRIN CONGELARE

Congelarea este o metoda moderna de conservare prin care se pastreaza aproximativ integral calitatea fructelor si legumelor. Principiul metodei este dat de faptul ca la temperaturi scazute are loc inactivarea microorganismelor saprofite si o reducere a activitatii enzimatice. Odata cu inactivarea microorganismelor se reduce si cantitatea de toxine produse de acestea.

Totodata, odata cu scaderea temperaturii, se inregistreaza o crestere a vascozitatii protoplasmei, cu efectul incetinirii metabolismului microorganismelor pana aproape de zero.

Temperatura scazuta actioneaza diferit asupra sistemelor enzimatice din celulele vegetale si din celulele microorganismelor, fapt care cumulat cu cresterea vascozitatii protoplasmei, determina moartea celulelor microorganismelor.

Trebuie luat in consideratie si faptul ca, prin formarea si cresterea cristalelor de gheata, creste presiunea osmotica a mediului asupra membranelor celulare si se reduce spatiul vital de dezvoltare a microorganismelor.

De mentionat ca o parte dintre microorganisme mor iar o alta parte devin inactive, nefiind distruse, cu posibilitatea de a-si relua activitatea chiar mai viguros dupa decongelare deoarece, in urma congelarii - decongelarii, structura peretilor celulelor vegetale este degenerata, ceea ce faciliteaza patrunderea microorganismelor.

Enzimele rezista mai bine la temperaturi scazute fata de microorganisme. De exemplu, lipooxidaza poate sa activeze pana la temperatura de - 20^oC, producand decolorarea produsului si un miros dezagreabil de oxidat. Din aceasta cauza, inaintea operatiilor de congelare, produselor vegetale li se aplica anumite tratamente care sa mareasca eficienta congelarii.

Fata de temperatura produsului, in mediu trebuie sa avem o temperatura cu circa 5^oC mai mica. De exemplu, pentru a avea o temperatura a produsului de 0 - 4^oC, trebuie sa avem o temperatura a mediului de - 3^oC.

La refrigerare se respecta intervalul de temperatura 0 - 4^oC iar la congelare se respecta intervalul (- 18).(- 25)^oC, putandu-se admite si (- 15)^oC.

Schema tehnologica de congelare la legume

LEGUME

Schema stehnologica de congelare la fructe

FRUCTE

Analizand cele doua scheme tehnologice prezentate, se observa existenta unor operatii preliminare la ambele categorii de materii prime, care au drept scop mentinerea pe cat posibil a unora dintre caracteristicile specifice produselor proaspete. Este vorba despre oparirea la legume si osmoza cu zahar la fructe.

Oparirea se poate realiza prin imersie in apa fierbinte (62 - 90^oC), prin aburire, sau chiar cu gaze de ardere. Cea mai eficienta este aburirea care da cele mai mici pierderi de substanta solubila dar are dezavantajul unor constructii mai scumpe si mai greu de controlat din punct de vedere termic fata de imersia in apa fierbinte care este procedeul cel mai intalnit.

La fructe, zaharul are un dublu rol:

1. Prin presiunea osmotica creata, zaharul elimina aerul din tesuturi, deregleaza metabolismul microorganismelor, mentine continutul de acid ascorbic, mentine culoarea si aromele.

2. Zaharul are rolul de a favoriza formarea cristalelor mici in timpul congelarii, cu efect de pastrare a integritatii celulelor dupa decongelare. Pentru mentinerea culorii, la fructe se poate practica un adaos de acid ascorbic la zaharul folosit.

Din punct de vedere fizic, prin congelare intelegem o racire a produselor pana la o temperatura cuprinsa intre (- 18).(- 25)^oC. Aceste temperaturi blocheaza dezvoltarea microorganismelor. Totusi, se poate spune ca microorganismele rezista mai bine la temperaturi joase, sub 0^oC, decat la temperaturi ridicate, peste 100^oC. Rezistente sunt in special bacteriile criofile care sunt doar inactivate, sporii acestora putand rezista pana la - 20^oC.

In afara actiunii asupra microorganismelor, temperatura joasa actioneaza si asupra tesutului vegetal. Astfel, principala componenta, apa, in special cea libera sau cea disponibila, ingheata, astfel incat cantitatea de apa inghetata creste cu scaderea temperaturii.

Curba de congelare

In timpul racirii se disting o serie de puncte semnificative:

t₁ temperatura numita critica, temperatura la care incepe aparitia cristalelor de gheata in lichidul celular punctul crioscopic;

Fenomenul se produce dupa o prealabila subracire a sucului celular, la o temperatura mai joasa decat punctul de congelare a apei pure propriu-zise. Din aceasta cauza produsele vegetale pot fi pastrate si la temperaturi mai joase decat punctul de congelare al apei dar deasupra punctului de subracire, fara ca la decongelare lenta acestea sa se degradeze. Se va produce o absorbtie a apei, produsele avand o structura permeabila.

t₂ temperatura ce corespunde congelarii apei legate biologic si fiziologic. In acest caz la decongelare procesele biologice nu mai sunt reversibile.

t₃ - 25^oC si este considerata temperatura limita pana la care se poate merge cu congelarea si care permite refacerea tesuturilor la decongelare, punct sub care substantele coloidale nu mai pot absorbi apa in urma decongelarii.

t₄ temperatura critica ce corespunde punctului eutectic, la care teoretic intreaga cantitate de apa congeleaza.

Temperatura punctului crioscopic se situeaza sub 0^oC care ar corespunde inghetarii apei pure, deoarece sucul celular vegetal reprezinta o solutie in care faza dispersata (substantele hidrosolubile) coboara punctul de inghet al apei pure.

Teoretic, schimbarea de stare fizica (de la lichid la solid in cazul congelarii) se produce la o temperatura constanta egala cu temperatura punctului crioscopic. In realitate, in perioada de congelare c palierul curbei nu este paralel cu abscisa, ci este usor inclinat, si el dureaza pana ingheata toata apa disponibila.

In continuare, curba congelarii coboara spre temperaturi foarte scazute in etapa postcongelare, fara ca din punct de vedere fizico-chimic, microbiologic sau biochimic, in produs sa se produca transformari semnificative (deci vom avea un consum energetic neeconomic).

In procesul de congelare se urmaresc in principal trei parametri: regimul sau temperatura de congelare; durata congelarii; viteza de congelare.

SISTEME DE CONGELARE A FRUCTELOR SI LEGUMELOR

Principalele sisteme de congelare sunt:

1. Congelarea in aer care poate fi:

a. in flux discontinuu care la randul sau poate fi lenta sau rapida in functie de viteza de distributie a aerului in incapere. Acest sistem se realizeaza in tunele de congelare, la care parametrii agentului de congelare ajung la ( - 35^oC) iar temperatura produsului coboara pana la ( - 18 ) ( - 25 )^oC. La congelare lenta avem o circulatie naturala a aerului, cu viteza sub 1 m/s. Avantajele acestui sistem constau in valoarea redusa a constructiei si simplitatea ei.

b. in flux continuu in tunele de congelare cu circulatie fortata a aerului, cu viteze cuprinse intre 1,5 - 5 m/s, in care produsul intra printr-un capat al tunelului si iese prin celalalt capat. Congelarea continua poate fi realizata si pe benzi cu viteze variabile, in congelatoare la care viteza de deplasare a produselor se regleaza si este corelata cu viteza de circulatie a aerului racit.

2. Congelarea in pat fluidizat este cel mai modern sistem datorita congelarii rapide si a pierderilor foarte mici, cu dezavantajul ca este valabila numai pentru produse de dimensiuni mici. Principiul functionarii unui astfel de congelator este dat de echilibrul dintre forta portanta ascendenta data de un curent de aer racit, insuflat de un ventilator, care trebuie sa fie cel putin egala cu forta gravitationala a particulelor produselor racite. Se permite in acest fel o 'plutire' a produselor sub forma unui pat fluidizat a carui grosime este reglata de un distribuitor inainte de alimentarea pe banda. Banda de transport este confectionata din plasa de sarma inoxidabila ce permite accesul aerului racit in drumul sau ascendent.

3. Congelare prin contact direct intre produse si suprafete metalice racite. Avantajul sistemului este dat de o transmitere a caldurii cu un coeficient ridicat, avand ca rezultat un randament termic superior. Sistemul este valabil pentru produse ce pot fi asezate intr-un strat subtire astfel incat durata de congelare sa fie foarte scurta. Se recomanda o grosime a stratului de 5 - 10 cm. Placile de congelare pot fi asezate orizontal sau vertical, intre ele se aseaza produsele ambalate ce urmeaza a fi congelate si sunt alimentate in interior cu agenti frigorifici sub forma de lichide criogene.

4. Congelarea prin imersie este utilizata in special pentru legume si se realizeaza intr-o solutie de racire in care se adauga sare, daca racim legume, si zahar, daca racim fructe. Acest sistem are avantajul unei congelari rapide dar si dezavantaje legate de greutatea mentinerii unor temperaturi scazute constante a lichidului de congelare in care se face imersia.

5. Congelarea cu gaze lichefiate se realizeaza prin pulverizarea unor lichide criogene asupra produsului asezat pe o banda transportoare. Congelarea este ultrarapida si se obtine o calitate superioara a produselor, dar este o metoda scumpa.

TRANSFORMARI SUFERITE DE FRUCTE SI LEGUME CONGELATE

Transformari fizice

- pierderi de greutate - se produc la fructele si legumele neambalate, pastrate in ambalaje neermetice sau in ambalaje care nu adera la suprafata produselor. Ele pot ajunge pana la 2 % din greutatea initiala si sub 1 % pentru produsele ambalate ermetic.

- pierderi de arome caracteristice produsului - datorita degajarii unor substante volatile din componenta aromelor.

- pierderea aspectului stralucitor si 'de proaspat' - in special la fructe, explicat prin evaporarea apei de la suprafata acestora. Trebuie mentionat ca la o pastrare foarte indelungata in depozitele frigori-fice pot avea loc transformari de culoare catre cenusiu, defect care poarta numele de 'arsura de frigorifer'.

Transformari chimice si biochimice

Cele mai profunde transformari sunt datorate enzimelor si ele difera in functie de nivelul de temperatura si de durata de pastrare. Actiunea cea mai importanta este cea a enzimelor de oxidare care distrug acidul ascorbic si provoaca modificari de culoare.

S-a constatat in practica o corelatie intre pierderile de acid ascorbic si intensitatea aparitiei brunificarii. Aceste pierderi sunt influentate si de natura ambalajului folosit, fiind mai reduse la ambalajele metalice decat la cele de carton. Aceste fenomene se previn prin metode de inactivare a enzimelor (oparire la legume, adaugarea unor substante antioxidante la fructe, cum ar fi vitamina C in siropul de zahar, sau folosirea unor metode de ambalare in vid sau in atmosfera de gaz inert).

Pe langa enzimele de oxidare mai pot actiona si unele enzime hidrolitice rezistente la temperaturi scazute. Astfel se explica aparitia unor gusturi de migdale amare la fructele din categoria samburoaselor care contin amigdalina in samburi, ca urmare a unor reactii de hidroliza.