تأثیر بر اگزوداسیون آب, ساختار, و طعم
چکیده
در پاسخ به سوالات مکرر مشتریان خدمات غذا و آشپزخانه مرکزی-«می تواند پوره سیب زمینی ساخته شده از تکه های سیب زمینی و آب گرم منجمد شود, و پس از ذوب آب جدا خواهد شد?”- یک آزمایش مقایسه ای انجام شد, پشتیبانی شده توسط تجزیه و تحلیل ادبیات فناوری انجماد مواد غذایی. یافته ها: ذخیره سازی در دمای 20 درجه سانتیگراد (انجماد معمولی) منجر به جدا شدن آب قابل مشاهده در هنگام ذوب می شود, در حالی که انجماد سریع -40 درجه سانتیگراد (انجماد سریع) از چنین ترشحی جلوگیری می کند. کلید در نهفته است نرخ انجماد, که تعیین می کند اندازه و توزیع کریستال یخ و, در نتیجه, درجه آسیب به سلول سیب زمینی و ساختار ژل نشاسته. این مطالعه همچنین تفاوتهای فرآیند صنعتی بین انجماد و انجماد سریع را ارزیابی میکند, برنامه های کاربردی آنها, و پیامدهای هزینه, و بینشی در مورد پتانسیل ارائه می دهد تاثیرات طعم.
1. طراحی تجربی و مشاهدات
1.1 آماده سازی نمونه
تکههای سیبزمینی تجاری با آب داغ مجدداً هیدراته شدند 5:1 آب به دانه (w/w) نسبت و کمی هم بزنید تا پوره سیب زمینی درست شود (تقلید از آماده سازی استاندارد آشپزخانه کیترینگ).
1.2 انجماد در -20 درجه سانتیگراد
پوره سیب زمینی تا زمانی که کاملاً منجمد شود در فریزر 20- درجه سانتیگراد قرار داده شد, سپس در شرایط یخچال ذوب می شود. مشاهده: جداسازی آب شفاف, بافت نرم شده, و احساس دهان نازک تر.
1.3 انجماد سریع در -40 درجه سانتیگراد
همان دسته پوره سیب زمینی به سرعت در دمای -40 درجه سانتیگراد منجمد شد (شبیه سازی تونل انفجار/مارپیچ یا انجماد نیتروژن مایع/CO2). هنگام ذوب شدن, عدم جداسازی آب قابل مشاهده مشاهده شد; ساختار و حس دهان به خوبی حفظ شد.
خلاصه:
-
انجماد آهسته (-20 درجه سانتیگراد) → مکان های هسته زایی کمتر → بلورهای یخ خارج سلولی بزرگتر ← آسیب بیشتر ساختاری ← از دست دادن قطره بیشتر.
-
انجماد سریع (-40 درجه سانتیگراد) → بسیاری از سایت های هسته زایی → کوچکتر, کریستال های یخ به طور مساوی توزیع شده اند → حداقل آسیب → کاهش یا عدم تلفات قطره ای.
2. توضیح مکانیکی (سیستم های پوره سیب زمینی مبتنی بر تکه های سیب زمینی)
2.1 ریزساختار پوره سیب زمینی هیدراته شده
تکه های سیب زمینی که با آب داغ دوباره هیدراته شده اند، یک سیستم ترکیبی را تشکیل می دهند قطعات سلول پارانشیم تعبیه شده در a فاز پیوسته نشاسته ژلاتینه شده. چرخه های انجماد و ذوب این ماتریس را مختل می کند, شکستن دیواره های سلولی و تضعیف شبکه های ژل نشاسته ای, کاهش ظرفیت نگهداری آب.
2.2 نرخ انجماد و مورفولوژی کریستال یخ
-
انجماد آهسته (-20 درجه سانتیگراد): کریستال های بزرگ یخ خارج سلولی به طور فیزیکی سلول ها و شبکه های ژل را پاره می کنند, افزایش شیب اسمزی, و مهاجرت آب را ترویج می کند.
-
انجماد سریع (≤ -35 تا -40 درجه سانتیگراد): کوچک, کریستال های یخ با توزیع یکنواخت هم در داخل و هم در خارج سلول ها تشکیل می شوند, به حداقل رساندن آسیب مکانیکی و عدم تعادل اسمزی.
2.3 پسرفت نشاسته و سینرزیس
هنگام ذوب شدن, نشاسته سیب زمینی ژلاتینه شده ممکن است تحت تأثیر قرار گیرد پسرفت, جایی که زنجیره های آمیلوز و آمیلوپکتین مجدداً قرار می گیرند, باعث انقباض ژل و سینرزیس (دفع آب). انجماد آهسته این امر را از طریق جداسازی فاز بیشتر تسریع می کند; انجماد سریع آن را کند یا به حداقل می رساند. تنظیمات فرمولاسیون (به عنوان مثال, نمک ها, لثه ها, پروتئین ها) می تواند پایداری انجماد و ذوب را بیشتر بهبود بخشد.
3. فرآیندهای صنعتی: انجماد در مقابل. انجماد سریع
3.1 فرآیند & تجهیزات
-
انجماد معمولی (18- تا 20- درجه سانتی گراد): سردخانه استاتیک یا کم جریان هوا; تجهیزات ساده; زمان انجماد طولانی, کریستال های یخ درشت.
-
انجماد سریع (IQF):
-
مکانیکی (تونل های انفجار هوا / فریزرهای مارپیچی, فریزرهای تماسی صفحه ای) - توان عملیاتی بالا, راندمان انتقال حرارت بالا.
-
برودتی (نیتروژن مایع LN2 یا CO2) - دمای بسیار پایین, انجماد بسیار سریع, رد پای فشرده, ایده آل برای محصولات با ارزش بالا یا با تقاضای متغیر.
-
3.2 برنامه & کیفیت
انجماد سریع زمان سپری کردن غذا در آن را کوتاه می کند حداکثر منطقه تشکیل کریستال یخ, کاهش از دست دادن قطره و تخریب بافت - برای رب / پوره مثل پوره سیب زمینی.
3.3 ملاحظات هزینه
-
CAPEX: خطوط انجماد سریع مکانیکی = سرمایه گذاری اولیه بالاتر; سیستم های برودتی = هزینه اولیه کمتر.
-
OPEX:
-
مکانیکی → برق غالب.
-
برودتی → مصرف گاز غالب (LN2 ~ 0.4-1.6 کیلوگرم بر کیلوگرم غذا).
-
4. تاثیرات طعم بالقوه انجماد در مقابل. انجماد سریع
4.1 انجماد آهسته (-20 درجه سانتیگراد)
-
مهاجرت رطوبت در طول انجماد و ذوب آهسته می تواند برخی از املاح را به طور غیریکنواخت متمرکز کند, تغییر شوری یا شیرینی درک شده.
-
کریستال های یخ بزرگتر سلول ها را پاره می کنند, آزاد کردن آنزیم های درون سلولی که ممکن است تغییرات طعم ظریف را کاتالیز کنند (اکسیداسیون لیپیدها, پیش سازهای قهوه ای شدن آنزیمی).
-
پتانسیل برای خارج از یادداشت (به عنوان مثال, کهنه, مقوا مانند) به دلیل تغییرات اکسیداتیو اگر قرار گرفتن در معرض اکسیژن در طول ذخیره سازی منجمد رخ دهد.
4.2 انجماد سریع (-40 درجه سانتیگراد)
-
بی حرکتی سریع آب و کاهش آسیب ساختاری واکنش های آنزیمی و اکسیداتیو را محدود می کند, کمک به حفظ مشخصات طعم اصلی.
-
کریستال های یخ کوچکتر ترکیبات آروماتیک فرار را بهتر حفظ می کنند, حفظ عطر سیب زمینی "تازه پخته"..
-
کاهش جداسازی فاز به حفظ نمک کمک می کند, چربی, و مواد طعم دهنده پس از ذوب به طور مساوی توزیع می شوند.
غذای آماده عملی: از دیدگاه حفظ طعم, انجماد سریع نه تنها بافت را حفظ می کند و از ریزش قطره جلوگیری می کند، بلکه تازه را نیز بهتر حفظ می کند, کره ای, نت های کمی شیرین مشخصه پوره سیب زمینی تازه آماده شده است.
5. توصیه هایی برای تولید پوره سیب زمینی بر پایه تکه های سیب زمینی
-
ساخته شده به سفارش برای خدمات غذایی ایده آل است - از پسرفت و سینرزیس ناشی از انجماد جلوگیری می کند.
-
در صورت نیاز به انجماد:
-
از انجماد سریع استفاده کنید (-40 درجه سانتیگراد یا کمتر).
-
برای انجماد سریعتر از بسته بندی لایه نازک یا بسته بندی واحد کوچک استفاده کنید.
-
ترفندهای فرمولاسیون را برای بهبود پایداری انجماد و ذوب در نظر بگیرید.
-
برای جلوگیری از تبلور مجدد، تحت دماهای پایین کنترل شده ذوب کنید.
-
-
برای گسترش صنعتی:
-
a اضافه کنید خط موازی انجماد سریع قبل از خشک کردن برای تولید پوره سیب زمینی منجمد آماده و آماده در کنار پرک.
-
به صورت جایگزین, خشک کردن انجمادی را برای بازارهای تخصصی کشف کنید (بافت متفاوت و مشخصات هزینه).
-
6. نتیجه گیری
-
آزمایش کنید: انجماد -20 درجه سانتیگراد → جداسازی آب; -40 درجه سانتیگراد انجماد سریع → بدون جداسازی قابل مشاهده.
-
مکانیسم: سرعت انجماد اندازه کریستال یخ را تعیین می کند; انجماد آهسته به ساختار آسیب می زند و بازگشت نشاسته را تسریع می کند; انجماد سریع هر دو را به حداقل می رساند.
-
طعم و مزه: انجماد سریع مشخصات طعم اصلی را بهتر از انجماد آهسته حفظ می کند.
-
مفهوم صنعتی: انجماد سریع روش انتخابی برای محصولات پوره سیب زمینی منجمد است که برای کیفیت برتر و حداقل تخریب حسی در نظر گرفته شده است..
مراجع (چه)
-
آلوارز, م. D., & طناب, دبلیو. (1999). خواص رئولوژیکی پوره سیب زمینی تهیه شده از تکه های آب شده: اثر مواد تشکیل دهنده و انجماد. تحقیقات و فناوری غذایی اروپا, 209, 335-342. https://doi.org/10.1007/s002170050505
-
شغل یابی, اس., وستکات, آر. جی., کاشی, الف, جف کت, آر., & فوران, جی. (2002). تولید نشاسته سیب زمینی پایدار در انجماد- ذوب با مهار آنتی سنس سه ژن سنتاز نشاسته. بیوتکنولوژی طبیعت, 20(3), 295-299. https://doi.org/10.1038/nbt0302-295
-
LibreTexts. (n.d.). انجماد مواد غذایی. بازیابی شد 2025, از وب سایت LibreTexts دانشگاه کالیفرنیا.
-
خورشید, D.-W., و همکاران. (2023). مشاهده و اندازه گیری مورفولوژی یخ در غذاها: یک بررسی. غذاها, 12(21), 3987. https://doi.org/10.3390/foods12213987
-
وانگ, دبلیو, ژو, اچ., کدام, اچ., & کدام, م. (2016). اثرات نمک ها بر پایداری یخ-ذوب, قدرت ژل و خواص رئولوژیکی نشاسته سیب زمینی. مجله علوم و صنایع غذایی, 53(9), 3624– 3631. https://doi.org/10.1007/s13197-016-2348-7
-
یو, Y., ونگ, دبلیو, رن, ز., ژانگ, Y., لی, پ., & شی, L. (2024). کاهش کیفیت پوره سیب زمینی در طول چرخه انجماد و ذوب: از دیدگاه رطوبت و ریزساختار. شیمی مواد غذایی: X, 22, 101753. https://doi.org/10.1016/j.fochx.2023.101753
-
قلاب, Y. الف, & قاجار, آ. جی. (2020). انتقال حرارت و جرم: مبانی & برنامه.
-
محصولات هوا. (2014). انتخاب تکنولوژی انجماد مناسب برای خط تولید شما.
-
جیمز, اس. جی., & دیگران. (2006). سرد و انجماد توسط گازها و مایعات برودتی: تجهیزات ثابت و پیوسته. راهنمای پردازش و بسته بندی مواد غذایی منجمد.