Заморожування: перспективний спосіб переробки сировини

Заморожування рослинної продукції актуально в умовах сьогодення. Так, у США й Європі близько 80% плодів і овочів зберігають у замороженому вигляді. Ринок заморожених овочів і фруктів в Україні хоч і досить динамічно розвивається, але перебуває в процесі становлення. Сильного національного бренда у виробництві заморожених продуктів у нашій країні поки немає. Значна частина ринку України належить закордонним фірмам, серед яких Hortex, Bonduelle, Hortino та ін.

Є. По­сто­лен­ко, мол. на­ук. співробітник Інсти­ту­ту  по­мо­логії ім. Л. П. Си­ми­рен­ка НА­АН, аспірант НІВіВ «Ма­га­рач»

Про­тя­гом ба­га­ть­ох років асор­ти­мент за­мо­ро­же­них фруктів у світі роз­ши­рював­ся. Сьо­годні це не тільки всім відомі пло­ди та яго­ди (виш­ня, аб­ри­кос, смо­ро­ди­на, сли­ва, че­реш­ня), а й не­тра­диційні: ана­нас, жи­мо­лость, ки­зил, ба­нан, па­пайя то­що. Удо­с­ко­на­лю­ва­лось та­кож хо­ло­диль­не об­лад­нан­ня й тех­но­логії за­мо­ро­жу­ван­ня.
Універ­сальність за­мо­ро­жу­ван­ня фруктів по­ля­гає в то­му, що йо­го мож­на ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти і в про­мис­ло­вих мас­шта­бах: швид­ке за­мо­ро­жу­ван­ня з уп­ро­ва­д­жен­ням новітніх тех­но­логій; повільне — на не­ве­ли­ких підприємствах, які ма­ють стаціонарні хо­ло­диль­ни­ки, і навіть у до­машніх умо­вах. Потрібно тільки ма­ти хо­ло­диль­ну техніку з тем­пе­ра­ту­рою за­мо­ро­жу­ван­ня не мен­ше -18°С.

Cпо­со­би за­мо­ро­жу­ван­ня плодів та ягід
Хар­чо­ва й біологічна цінність плодів та ягід обу­мов­ле­на ви­со­ким вмістом у них потрібних для лю­ди­ни вітамінів, вуг­ле­водів, пек­ти­но­вих ре­чо­вин і міне­раль­них спо­лук. Ре­алізація у свіжо­му ви­гляді об­ме­жує стро­ки й зо­ну їхньо­го спо­жи­ван­ня. Кон­сер­ву­ван­ня хо­ло­дом дає змо­гу збе­рег­ти до 40–60% біологічно ак­тив­них ком­по­нентів, тоді як за ус­та­ле­но­го спо­со­бу па­с­те­ри­зації й сте­рилізації їхній рівень ста­но­вить 10–15% від вмісту у свіжих пло­дах. Ви­ко­ри­с­тан­ня швид­ко­за­мо­ро­же­них плодів та ягід дасть мож­ливість роз­ши­ри­ти асор­ти­мен­ти, підви­щи­ти якість і збільши­ти ви­роб­лен­ня про­дуктів не тільки ма­со­во­го, а й ди­тя­чо­го, а та­кож дієтич­но­го при­зна­чен­ня.
За будь-яко­го спо­со­бу й швид­кості за­мо­ро­жу­ван­ня у кліти­нах плодів і ягід відбу­ва­ють­ся зміни, які пов’язані з уш­ко­д­жен­ням їхньої струк­ту­ри. Ус­та­нов­ле­но, що за повільно­го за­мо­ро­жу­ван­ня (тем­пе­ра­ту­ра — -6…10°С) у клітинах плодів ут­во­рю­ють­ся ве­ликі кри­с­та­ли­ки льо­ду, а за швид­ко­го, або шо­ко­во­го (-25…40°С) —  ці кри­с­та­ли­ки знач­но менші, струк­ту­ра клітин не руй­нується, за­вдя­ки чо­му підви­щується якість за­мо­ро­же­ної про­дукції.    
Швид­ке (шо­ко­ве) за­мо­ро­жу­ван­ня є най­вигіднішим спо­со­бом зберіган­ня пло­до­во-ягідних куль­тур. Шо­ко­ве за­мо­ро­жу­ван­ня плодів здійсню­ють у спеціаль­них мо­ро­зиль­них ус­та­нов­ках з ви­ко­ри­с­тан­ням хо­ло­до­а­гентів: фре­о­ну, ди­ок­си­ду вуг­ле­цю, аміаку.

  Є два ти­пи хо­ло­диль­них ма­шин:
— мо­ро­зильні апа­ра­ти ту­нель­но­го ти­пу (підго­тов­лені до за­мо­ро­жу­ван­ня пло­ди про­су­ва­ють­ся транс­пор­тер­ною стрічкою крізь «ту­нель» і  за­мо­ро­жу­ють­ся в по­тоці хо­лод­но­го повітря). За­мо­ро­жу­ван­ня відбу­вається за тем­пе­ра­ту­ри -18…26°С про­тя­гом 2–5 го­д;
— ба­га­топ­лит­кові швид­ко­за­мо­ро­жу­вальні апа­ра­ти кон­такт­ної дії (пло­ди, роз­фа­со­вані в ко­роб­ки, став­лять на спеціаль­ні мо­ро­зиль­ні пли­ти, все­ре­ди­ну яких по­да­ють стис­лий хо­ло­до­­агент). За­мо­ро­жу­ван­ня відбу­вається за тем­пе­ра­ту­ри -20…28°С про­тя­гом 6–12 го­д.
Не­долік кон­такт­но­го ме­то­ду ви­ко­ри­с­тан­ня хо­ло­ду по­ля­гає в то­му, що після за­мо­ро­жу­ван­ня пло­ди потрібно об­ми­ти про­точ­ною во­дою, а це при­зво­дить до ча­ст­ко­во­го відта­ван­ня їхніх  верхніх шарів, внаслідок чо­го якість про­дукції погіршується.
Мо­ро­зильні апа­ра­ти ту­нель­но­го ти­пу — це ви­со­ко­про­дук­тив­не ус­тат­ку­ван­ня з орієнтацією на ве­ликі об­ся­ги про­дукції, відповідно, з більшою ви­т­ра­тою кількості хо­ло­ду.
Швид­ко­за­мо­ро­жу­вальні апа­ра­ти періодич­ної дії ком­пактніші й ощадніші. Най­пер­спек­тивнішими для за­мо­ро­жу­ван­ня є швид­ко­за­мо­ро­жу­вальні ус­та­нов­ки флюїди­заційно­го ти­пу (у псев­дозрідже­но­му шарі). Пло­ди пе­ре­бу­ва­ють у за­вис­ло­му стані на по­тоці хо­лод­но­го повітря з тем­пе­ра­ту­рою -30…35°С. Три­валість про­це­су за­ле­жить від ви­ду про­дук­ту, розмірів, кон­си­с­тенції й ста­но­вить 4–25 хв. Про­дук­тивність — 3–7 т/год. Особ­ли­во якісно за цьо­го спо­со­бу за­мо­ро­жу­ють­ся пло­ди не­ве­ли­ких розмірів: смо­ро­ди­на, аг­рус, ожи­на, брус­ни­ця, ки­зил, виш­ня, че­реш­ня, ма­ли­на, по­лу­ни­ця.
Флюїди­зацією на­зи­ва­ють про­цес, за яко­го в шар си­пких ма­теріалів, які пе­ре­бу­ва­ють на го­ри­зон­таль­но­му ситі, спря­мо­ву­ють потік повітря зі швидкістю, що зу­мов­лює яви­ще «кипіння», при цьо­му про­дукт за де­я­ки­ми вла­с­ти­во­с­тя­ми по­во­дить­ся як ріди­на.
Суттєвим у ро­боті флюїди­заційних апа­ратів є те, що во­ни уне­мож­лив­лю­ють зли­пан­ня ок­ре­мих ча­с­ток,  а от­же,  й ус­клад­нен­ня про­це­су за­мо­ро­жу­ван­ня та зни­жен­ня якості про­дукції. За цьо­го спо­со­бу про­дук­ти за­мо­ро­жу­ють на двох стрічках зі швидкістю 2–3 м/с. На першій стрічці про­дукт підмо­ро­жується по­верх­не­во, на другій — відбу­вається по­вне за­мо­ро­жу­ван­ня в центрі пло­да за тем­пе­ра­ту­ри -18°С. До то­го ж тов­щи­на ша­ру про­дукції на першій стрічці вдвічі мен­ша, ніж на другій. За флюїди­заційно­го ме­то­ду за­мо­ро­жу­ван­ня про­дукція не втра­чає своєї сип­кості, що дає змо­гу ме­ханізу­ва­ти про­це­си фа­су­ван­ня й па­ку­ван­ня, завдяки чому за­без­пе­чується кра­ща збе­ре­женість ас­корбіно­вої кис­ло­ти, Р-ак­тив­них ре­чо­вин, а та­кож інших вітамінів.
  Ви­роб­ництво за­мо­ро­же­но­го ки­зи­лу в Ук­раїні доцільне, бо його пло­ди ма­ють ви­сокі сма­кові якості, а за біохімічним скла­дом пе­ре­вер­шу­ють ба­га­то пло­до­во-ягідних куль­тур. До то­го ж ки­зил має до­сить ко­рот­кий термін зберіган­ня: за тем­пе­ра­ту­ри 0...1°С пло­ди зберіга­ють­ся не до­вше семи  діб.
З ог­ля­ду на цінність плодів ки­зи­лу як ви­со­ковітамінно­го про­дук­ту в Інсти­туті по­мо­логії ім. Л. П. Си­ми­рен­ка вив­ча­ють зберіган­ня їх за низь­ких тем­пе­ра­тур. Ос­нов­на ме­та досліджен­ня — вив­чен­ня якісно­го й біохімічно­го скла­ду за­мо­ро­же­них плодів. Се­ред досліджу­ва­них сортів: Лук’янівський, Євгенія, Ви­ду­бець­кий — се­лекції Національ­но­го бо­танічно­го са­ду
ім. М. Гриш­ка й Ми­хайлівський — се­лекції Інсти­ту­ту по­мо­логії ім. Л. П. Си­ми­рен­ка (табл. 1).
За­мо­ро­жу­ва­ли яго­ди ки­зи­лу як роз­си­пом, так і в рідко­му се­ре­до­вищі. Тем­пе­ра­ту­ра за­мо­ро­жу­ван­ня — -23°С, зберіга­ли про­дукцію за -18°С про­тя­гом 12 місяців. За ре­зуль­та­та­ми досліджень мож­на зро­би­ти вис­нов­ки: сор­ти Ми­хайлівський і Лук’янівський є відмінною си­ро­ви­ною для за­мо­ро­жу­ван­ня з ви­со­ки­ми де­гу­с­таційни­ми оцінка­ми.
   В аналітичній ла­бо­ра­торії Інсти­ту­ту по­мо­логії ім. Л. П. Си­ми­рен­ка проведено ек­с­пе­ри­мен­таль­ну ро­бо­ту
з вив­чен­ня якісно­го скла­ду за­мо­ро­же­них кісточ­ко­вих пло­до­вих куль­тур. Досліджен­ня засвідчи­ли відмінну якість і ви­сокі ор­га­но­леп­тичні по­каз­ни­ки плодів кісточ­ко­вих куль­тур, за­мо­ро­же­них у рідко­му се­ре­до­вищі. Ви­сокі де­гу­с­таційні оцінки ма­ли сор­ти аб­ри­ко­са: Поліський ве­ли­коплідний — 4,4 ба­ла, Ди­тя­чий — 4,3 ба­ла; вишні: Еле­гант­на — 4,6 ба­ла, Пам’ять Ар­те­мен­ка — 4,5, Аль­фа — 4,4 ба­ла; аличі: Най­дь­о­на — 4,4 ба­ла, Ряс­на — 4,4 ба­ла.
Під час за­мо­ро­жу­ван­ня рос­лин­ної си­ро­ви­ни в кліти­нах плодів і ягід відбу­ва­ють­ся зміни, які пов’язані з уш­ко­д­жен­ням їхньої струк­ту­ри. Швид­ке за­мо­ро­жу­ван­ня дає мож­ливість змен­ши­ти трав­ма­тичність струк­ту­ри клітин си­ро­ви­ни, що підви­щує якість за­мо­ро­же­ної про­дукції. Не­зва­жа­ю­чи на те, що за три­ва­ло­го зберіган­ня за­мо­ро­же­них про­дуктів спо­с­теріга­ють­ся певні втра­ти, за­сто­су­ван­ня хо­ло­ду є од­ним із кра­щих спо­собів їхньо­го кон­сер­ву­ван­ня.
Хо­ча за­мо­ро­жу­ван­ня є од­ним із найбільш щад­них спо­собів про­ти руй­ну­ван­ня вітамі­нів (під час сте­рилізації втра­ти вітаміну С у де­я­ких фрук­тах у два-три ра­зи вищі, ніж у разі за­мо­ро­жу­ван­ня), все ж ча­с­ти­на їх втра­чається у про­цесі зберіган­ня. Так, втра­ти ас­корбіно­вої кис­ло­ти в пло­дах ки­зи­лу, за­мо­ро­же­них роз­си­пом, після ше­с­ти місяців низь­ко­тем­пе­ра­тур­но­го зберіган­ня ста­но­ви­ли 56,1—57,3%; знач­но нижчі втра­ти вітаміну С у разі за­мо­ро­жу­ван­ня плодів у рідко­му се­ре­до­вищі (табл. 2).
Для підтрим­ки ви­со­ких сма­ко­вих і ор­га­но­леп­тич­них по­каз­ників  за­мо­ро­же­них про­дуктів ви­ко­ри­с­то­ву­ють ан­ти­окис­лю­вачі, се­ред яких роз­чи­ни солі, ли­мон­ної й ас­корбіно­вої кис­лот.
Нині на­уковці Інсти­ту­ту по­мо­логії ім. Л. П. Си­ми­рен­ка проводять ек­с­пе­ри­мен­таль­ну ро­бо­ту з ви­ко­ри­с­тан­ням цу­к­ро­вих си­ропів для ви­го­тов­лен­ня за­мо­ро­же­них про­дуктів. За ре­зуль­та­тами досліджень мож­на зро­би­ти вис­нов­ки: втра­ти вітаміну С, Р-ак­тив­них ре­чо­вин у разі за­мо­ро­жу­ван­ня в цу­к­ро­вих си­ро­пах менші, ніж під час за­мо­ро­жу­ван­ня роз­си­пом (навіть не­зва­жа­ю­чи на тру­домісткість цього процесу). По-пер­ше, підви­щу­ють­ся якісні по­каз­ни­ки про­дукції: пло­ди, за ви­нят­ком верх­нь­о­го ша­ру, не темніють під час де­ф­ро­с­тації, кра­ще зберіга­ють кон­си­с­тенцію, а цу­к­ро­вий си­роп поліпшує їхній смак. По-дру­ге — менш су­ворі ви­мо­ги до тем­пе­ра­тур­но­го ре­жи­му в про­цесі ви­роб­ництва, зберіган­ня й ре­алізації про­дукції.
Смо­ро­ди­ну й ожи­ну ре­ко­мен­ду­ють за­мо­ро­жу­ва­ти в 40–50%-му цу­к­ро­во­му си­ропі; че­реш­ню, виш­ню, сли­ву — в 20–40%-му си­ропі з до­да­ван­ням ли­мон­ної кис­ло­ти; для аб­ри­косів, пер­сиків  оп­ти­маль­ною є  кон­цен­т­рація 35–50% з до­да­ван­ням ас­корбіно­вої кис­ло­ти. Ви­сокі сма­кові вла­с­ти­вості й дієтич­ну цінність ма­ють пло­ди ки­зи­лу, за­мо­ро­жені в си­ропі 20–40%-ї  кон­цен­т­рації.
  Свіжозаморожену про­дукцію ви­кла­да­ють у мілку кар­тон­ну або м’яку полімер­ну спо­жив­чу та­ру для роздрібної торгівлі місткістю до 1 кг або в ящи­ки з го­ф­ро­ва­но­го кар­то­ну з поліети­ле­но­вим вкла­ди­шем для три­ва­ло­го зберіган­ня й подальшо­го фа­су­ван­ня у міжсе­зон­ний період.
Зберіга­ють її у хо­ло­диль­них ка­ме­рах за оп­ти­маль­ної во­ло­гості повітря не менш 95% і тем­пе­ра­ту­ри -18°С не до­вше 12 місяців. Транс­пор­ту­ван­ня за­мо­ро­же­ної про­дукції здійсню­ють  ав­то­ре­ф­ри­же­ра­то­ра­ми або в ізо­термічних ва­го­нах з темпе­ра­ту­рою все­ре­дині не ниж­че -15...18°С.