Предварительное охлаждение плодов и овощей

Предварительное охлаждение плодов и овощей представляет собой процесс быстрого понижения их температуры от начальной (после уборки урожая) до требуемой при последующих технологических операциях (транспортирование, краткосрочное или длительное хранение). При немедленной реализации продукции (поле-прилавок) необходимость в холодильной обработке отпадает.

Эффективность предварительного охлаждения связана с положительным влиянием его на факторы, определяющие сохранность продукции. Чем быстрее понизится температура плодов и овощей после сбора, тем продолжительнее будет период хранения их в холодильнике и выше качество. Предварительное охлаждение позволяет снизить интенсивность дыхания плодов и овощей и связанных с ним биохимических процессов, предотвратить значительные потери массы и развитие фитопатогенных микроорганизмов. Показано, что один день жизни растительных клеток плодов при температуре 25°С равен двум дням при температуре 15°С, четырем дням при 10°С, восьми дням при 4°С и шестнадцати — при 0°С.

Охлаждение, непосредственно после сбора, обеспечивает сохранение пищевой и биологической ценности продукта, его вкусовых качеств, товарного вида и в конечном итоге повышает рентабельность транспортирования, последующего хранения и реализации продукции.

Быстроохлажденные плоды и овощи дольше сохраняют устойчивость к возбудителям болезней, развитие же самих возбудителей порчи (бактерий, плесневых грибов, дрожжей) при быстром охлаждении значительно замедляется. В результате сокращаются потери плодов и овощей от перезревания, убыли массы, физиологических заболевании и увеличиваются сроки холодильного хранения: яблок груш, винограда — на 101,5 мес, косточковых — на 0,5 мес, овощей (в зависимости от вида и сорта) от нескольких недель до нескольких месяцев.

Преимуществом предварительного охлаждения является, и то, что при загрузке в камеры охлажденной плодоовощной продукция возможны единовременное заполнение всего объема камеры хранения и создание наиболее оптимального и стабильного температурного режима уже на начальных этапах хранения. Это обеспечивается быстрым отводом тепла от поступающей продукции еще до ее размещения на хранение. При загрузке плодов на хранение отдельными партиями без предварительного охлаждения высокая нагрузка на компрессорное холодильное оборудование сохраняется в течение всего периода загрузки (10 сут и более) и продолжается в течение 3 сут после нее.

При транспортировании предварительно охлажденной продукции создается стабильный температурно-влажностный режим, обеспечивающий сокращение потерь от порчи на 3-12% и увеличение выхода стандартной продукции по прибытии в места назначения на 10-25%. В развитых странах в настоящее время предварительному охлаждению подвергается более 50% всей плодоовощной продукции.

Существуют различные способы предварительного охлаждения: в потоке воздуха; в потоке воздуха, обусловленном разностью давлений; жидкостное охлаждение (гидроохлаждение) ледяной водой методом орошения или погружения; снегование; вакуумное охлаждение в специальных вакуумных охладителях, комбинированное охлаждение. По скорости охлаждения наиболее эффективно вакуумное охлаждение, затем гидроохлаждение, снегование и воздушное охлаждение. Однако наибольшее распространение в настоящее время получил воздушный способ в разных модификациях.

Важную роль в установлении режима предварительного охлаждения играет неодинаковое у плодов и ягод замедление послеуборочного созревания и старения. При этом замедление созревания наблюдается в большей степени у плодов, чем у ягод. При значительном снижении интенсивности дыхания в предварительно охлажденных плодах накапливается меньше неорганического фосфора, что косвенно свидетельствует о более существенном снижении энергетической активности дыхания. В плодах после предварительного охлаждения медленнее, чем в ягодах, уменьшается содержание протопектина и задерживается размягчение ткани. Замедляются также накопление красящих веществ и возрастание сахарокислотного индекса, определяемого снижением органических кислот.

Установлено, что для ягод, характеризующихся низкой устойчивостью к возбудителям и быстрым старением тканей, определяющим моментом в установлении режима предварительного охлаждения являются быстрота и степень ингибирования микрофлоры. Для долгохранящихся плодов и некоторых малолежких важное значение для конечного эффекта предварительного охлаждения имеют степень замедления послеуборочного дозревания и стабилизация устойчивости к возбудителям. При этом эффект ослабевает по мере увеличения степени зрелости плодов. Воздействие предварительного охлаждения сильнее сказывается на товарном качестве плодов технической зрелости, чем потребительской. Интенсивность дыхания некоторых плодов в стадии технической зрелости после охлаждения уменьшается в 4-5 раз. Во время кратковременного хранения и транспортирования практически не изменяется содержание органических кислот, пигментов, сохраняется высокая плотность ткани.

Режим охлаждения характеризуется конечной температурой продукта, продолжительностью периода охлаждения при регламентируемом температурно-влажностном режиме, скоростью потока охлаждающей среды, кратностью ее циркуляции, системой воздухораспределениями др.

Важным элементом технологии предварительного охлаждения является допустимая продолжительность времени между сбором продукции и началом ее охлаждения. Для большинства ягод, плодов и овощей охлаждение необходимо проводить в наиболее короткие сроки после сбора. Так, для земляники этот период составляет 1-4 ч-после сбора, а его увеличение до 6-7 ч приводит к возрастанию общих потерь при хранении в 2-5 раз. При этом в землянике, охлажденной в короткий срок после сбора, стабилизируется содержание витамина С и Р-активных соединений. Охлаждение зрелых томатов в течение 1-4 ч после сбора сокращает их потери в 1,5-2 раза. При сокращении времени нахождения персиков в саду после сбора с 24 ч до 10 и 4 ч потери массы от усушки сокращаются соответственно в 2 и 4 раза, а перезревших плодов — в 4 и 9 раз. На потери массы и товарное качество существенно влияет темп охлаждения. После быстрого охлаждения продукция лучше сохраняется в дальнейшем.

Для общего результата хранения важна также продолжительность доохлаждения ягод до конечной температуры хранения. При одинаковой продолжительности предварительного охлаждения ягод (3 ч) увеличение периода доохлаждения с 2 до 15 ч обеспечивает увеличение выхода стандартной продукции к концу хранения на 5-10%. У яблок увеличение периода доохлаждения до 130-150 ч обеспечивает увеличение выхода стандартной продукции до 12-15%. Такой эффект связан с тем, что при быстром темпе предварительного охлаждения возникает несбалансированность реакций, которые катализируют ферменты, имеющие различный температурный оптимум. Результатом такой несбалансированности является накопление ряда промежуточных соединений, по-разному вовлекаемых в обмен веществ и вследствие этого его общее нарушение. Одним из таких нарушений является снижение энергетической эффективности дыхания, которое меньше проявляется в медленно доохлаждаемых после быстрого предварительного охлаждения ягодах и плодах. Наиболее стремительно все эти процессы протекают в косточковых плодах и ягодах.

Предварительное охлаждение косточковых плодов и ягод рекомендуется проводить непродолжительное время. Поскольку для косточковых и ягод характерны интенсивное дыхание, короткие Сроки послеуборочных процессов перезревания, ослабленная устойчивость к возбудителям заболеваний, они уязвимы для микробиологической порчи. Кроме того, велики потери от усушки и перезревания при повышенных температурах хранения. Для сокращения потерь косточковые и ягоды рекомендуется перед транспортированием охлаждать до температуры: 3°С — вишню, черешню, абрикосы; 4°С — персики, землянику; 7°С сливы. В результате такого охлаждения сроки последующего хранения при температуре около 1°С увеличиваются: земляники и малины — до 10 дней; черной смородины, крыжовника — до 20; белой и красной смородины — до 45; вишни, черешни и сливы — до> 25-90 дней.

При отсутствии специальных камер предварительного охлаждения процесс осуществляют в камерах действующих холодильников. За период не более 1-2 сут после сбора температуру продукции в зависимости от вида доводят до −1—1°С. Путем интенсификации можно сократить время воздушного охлаждения до 16-80 мин, а применяя гидроохлаждение еще более ускорить процесс.

Разработаны режимы гидроохлаждения: для черешни — 1-2°С; абрикосов — 2-4; сливы — 3-6°С. Обработка может проводиться как методом погружения, так и орошения. При использовании гидроорошения в воду, как правило, добавляют антисептические вещества (беномил, сантоквин и др.) во избежание микробиологического обсеменения всей продукции.

Для семечковых плодов, винограда, цитрусовых и некоторых других плодов, у которых интенсивность дыхания ниже, а устойчивость к микроорганизмам больше, темпы предварительного охлаждения можно замедлить. При этом важное значение имеет степень зрелости продукции. Так, зрелые яблоки в зависимости от сортовых и других особенностей охлаждают до 0-5°С, а незрелые — до 7-9°С с последующим понижением температуры каждые 15-20 дней на 1-2°С.

Предварительное охлаждение винограда проводят воздухом до температуры 2-8°С с последующим доохлаждением в камере хранения. При этом снижаются в несколько раз потери от порчи, и увеличивается выход стандартной продукции. Предварительное охлаждение овощей применяют как перед транспортированием, так и перед хранением.

Для большинства овощей требуется быстрое охлаждение, так как при дыхании они выделяют довольно значительное количество теплоты. Продолжительность охлаждения в зависимости от применяемого способа его составляет от нескольких минут до часов или суток.

Воздушное охлаждения плодов и овощей проводят перед краткосрочным или длительным хранением в специализированных холодильных камерах или туннелях до температуры 2-15°С в соответствии с особенностями растительного сырья. Продолжительность охлаждения составляет от 3-5 до 80-100 мин и более) Быстрое понижение температуры способствует лучшей сохраняемости овощей. Зеленую фасоль и огурцы охлаждают и хранят при температуре 5-9°С в течение соответственно 20 и 9 дней. Цветная капуста при 0°С сохраняется 30-40 дней, а сладкий перец при температуре до 2°С — до 35 дней.

Режимы предварительного охлаждения овощей воздухом зависят от их зрелости и назначения. Так, незрелые томаты рекомендуется охлаждать медленно — в течение 96 ч до температуры 8°С, а при последующем хранении периодически (2-3 раза) повышать температуру до 20°С (каждый раз в течение 3 суток), что обеспечивает ровное дозревание томатов и улучшает их качество. Для зрелых плодов эффективно быстрое понижение температуры до 0°С, в результате потери сухих веществ снижаются в 3 раза и увеличивается срок хранения на 4-7 суток.

На основе опыта перевозок скоропортящихся продуктов Международным институтом холода разработаны общие рекомендации по температурным режимам загружаемой в холодильный транспорт овощной продукции. Так, огурцы перед перевозкой охлаждают до 10-15°С, перец — 7-10, дыни — 4-10, капусту — 0-8, зелень — 0-10°С.

В целях оптимизации процесса предварительного охлаждения регулируют влажность воздуха. Поддержание ее на уровне 85-90% позволяет снизить потери массы и обеспечить длительное хранение овощей. Установлено, что повышение влажности до 98-100% в период охлаждения и хранения положительно сказывается на сохраняемости моркови, репы, брюквы, свеклы, сельдерея, цветной и брюссельской капусты и др. При этом снижаются потери массы, сохраняется тургор тканей, а в некоторых случаях снижается выделение пектолитических ферментов микроорганизмами, что замедляет размягчение тканей. Стабильное поддержание высокой относительной влажности при такой же стабильности температурного режима исключает подмораживание и выпадение конденсата на поверхности овощей и позволяет существенно удлинить период их хранения. Применение высокой относительной влажности в сочетании с модифицированной, газовой средой позволяет на 10-30% увеличить выход стандартной продукции.

Поддержание высокой относительной влажности особенно важно при охлаждении и хранении зелени и листовых овощей. Для сохранности овощей при краткосрочных перевозках эффективны снегование или пересыпка чешуйчатым льдом. Это позволяет при отсутствии более совершенных средств поддерживать высокую влажность и одновременно способствует быстрому охлаждению продукции.

С целью сокращения потерь массы и более быстрого охлаждения (3-30 мин) для некоторых овощей (морковь, капуста и др.) применяют гидроохлаждение до температуры 0-5°С. Продолжительность охлаждения зависит от вида продукции, начальной и конечной температуры и способа гидроохлаждения. Наиболее широко применяют метод гидроорошения, когда продукция в таре движется по конвейеру в туннеле и орошается холодной водой под давлением через распылительные форсунки.

Для предупреждения развития фитопатогенных микроорганизмов в условиях в условиях повышенного увлажнения в воду добавляют антисептики.

Более эффективен и применяем для охлаждения овощей, имеющих большую Поверхность испарения, вакуум-испарительный метод. Суть его в том, что в условиях разрежения (для овощей — 798-930 Па) происходят вскипание и испарение влаги с поверхности (частично из клеток) овощей и за счет выделения скрытой теплоты испарения продукт быстро охлаждается (по всему объему за несколько минут). Преимущество метода — пригоден и для продукции в упаковке, недостаток — потери массы продукта составляют 1,5-2,5%, что ограничивает ассортимент продуктов, подвергаемых вакуум-испарительному охлаждению. Метод мало пригоден для таких овощей, как томаты, огурцы, зеленый перец, морковь.

Для сокращения потерь массы продукта может применяться гидровакуумное охлаждение путем распыления влаги.

Использование вакуумной обработки ограничивается и тем, что удаляются не только пары воды, но и газы, что существенно сказывается на протекании биохимических и физиологических процессов в тканях. При этом мягкое вакуумирование способствует торможению созревания, так как оно связано лишь с улучшением газообмена. Резкое многократное вакуумирование, напротив, приводит к ускорению биохимических процессов. В этом случае главным действующим фактором является резкое повышение давление (сброс вакуума) — переход от более низкого давления к высокому, что вызывает микротравмирование тканей, а это, в свою очередь, стимулирует раневые реакции, следствием которых является ускорение созревания.

При комбинированном охлаждении продукты могут сначала подвергаться вакуумному охлаждению до температуры 10-15°С, а затем доохлаждаться воздухом в холодильной камере хранения. Это позволяет быстро снять тепловую нагрузку в начальный период охлаждения.

В промышленных масштабах вакуумное охлаждение широко используют за рубежом для охлаждения грибов, листовой зелени, салата и т.д.