I.C.T.A. Consecintele congelarii apei din carne

Consecintele congelarii apei din carne
I.C.T.A
An 4 Semestrul 2
Curs 2
Preluare dupa Controlul Alimentelor – FMVB

In urma congelarii se produce o crestere a concentratiei solutiei celulare care devin devin deshidratante din cauza presiunii osmotice crescute.
Se produce o crestere a fortei ionice, a vascozitatii si a presinii osmotice.
Are loc o scadere a pHului, scindarea lipoproteinelor, denaturarea proteinelor apartinand celorlalte categorii, se produc ruperi ale membranelor organitelor celulare, urmarea fiind eliberarea enzimelor responsabile de biochimismul specific al carnii dupa congelare.
Are loc o scadere a vitezei proceselor enzimatice care continua cu o intensitate redusa.

Caracteristicile termice ale congelarii.
Prin racirea unui aliment la temperaturi mai mici de 0 C incepe formarea ghetii la nivelul de temperaturi diferite si specifice pentru fiecare produs. Aceasta valoare de temperatura depinde de concentratia molara a substantelor dizolvate si nu este influentata de continutul in apa al produsului.
Pentru foarte multe produse alimentare este necesara o subracire initiala a produselor.
La cristalizarea apei din tesuturile musculare intervin 2 fenomene:
– Formarea germenilor de cristalizare sau a germenilor nucleari
– Marirea cristalelor de gheata.

Formarea germenilor de cristalizare.
Numarul germenilor nucleari de cristalizare care se formeaza in unitatea de volum si in unitatea de timp creste in functie de caracteristicile subracirii aplicate inainte de congelare.
Concentratia lichidului extracelular este mai mica decat a celui intracelular la temperaturi egale, iar subracirea are efect mai evidemnt la exteriorul fibrelor.
Daca intesitatea subracirii este foarte mare poate avea loc o nucleere intracelulara intrucat formarea cristalelor intracelulare nu este suficient de rapida pentru a impiedica scaderea temperaturii in interiorul celulelor. In carne se defasoara in mod normal o nucleere eterogena.
Diametrul nucleelor formate depinde de temperatura iar viteza de formare si de crestere se mareste foarte mult dupa o anumita perioada de subracire.(aplicarea subracirii cu amplitudine mica favorizeaza nucleerea extracelulara si scade ponderea nucleeri intracelulare protejand astfel celulele de spargere prin congelare).
Aparitia germenilor de cristalizare si cresterea cristalelor sunt dependente de viteza de evacuare a caldurii. Temperatura optima tinde catre valoarea de echilibru(raportul dintre gheata si solutie) atunci cand cristalele se formeaza prin subracire in zona extracelulara.
Marirea cristalelor de gheata este influentata foarte mult si de viteza de difuzie a apei din solutii sau geluri catre suprafata cristalelor formate.
In cazul congelarii lente cristalele au o forma acirculara si ocupa un spatiu mai mare decat spatiul extracelular existent si cristalele tind sa se formeze extracelular.
La congelarea rapida cristalele au forma dentritica, neregulata si tind sa se formeze intracelular. Ca urmare a congelarii apei din produs volumul acesteia creste cu pana la 6% aspect care trebuie luat in considerare atunci cand se alege tipul de ambalaj.
Viteza medie de congelare constituie un criteriu important in stabilirea metodelor de congelare care asigura intregritatea componentelor si mentinerea structurii produsului si este caracteristica fiecarei categorii de alimente in parte.
Durata totala a procesului de congelare este dificil de calculat din cauza varietatii capacitatii calorice a produsului, din cauza caldurii latente si a fluctuatiei vitezei de solidificare a apei, din cauza varietatii conductivitatii termice a modificarii componentelor chimice a alimentului, dificil si din cauza formei si dimensiunii a produsului.

Metode si modalitati de congelare a carnii.

Se clasifica dupa 2 criterii:
1. Intervalul dintre momentul obtinerii carnii si aplicarea congelarii carnii. Poate fi in 3 feluri:
a) Congelarea in 2 faze – cu refrigerare prealabila realizata in tuneluri de congelare
b) Congelare in 2 faze – cu refrigerare prealabila in camere frigorifice
c) Congelarea carnii in stare calda
In situatia congelarii in 2 faze temperatura scade initial de la 37 C la 4 C iar durata totala de timp este in medie de 26 ore.
In cazul congelarii carnii in stare calda carnea intra la congelare in stare de prerigiditate.
Avantajele congelarii in stare calda:
– Scaderea duratei totala a procesului
– Micsorarea spatiului frigorific
– Reducerea opreatorilor de manipulare a produselor
– Reducerea pierderilor in greutate
In aceasta varianta durata congelarii propriu-zise este mai mare cu pana la 20% fata de congelarea cu refrigerare prealabila. Procesul este mai scurt.
Dezavantajele congelarii carnii in stare calda:
– Dupa decongelarea produsului se poate instala fenomenul de thaw-rigar – instalarea rigiditatii prin decongelare.
In ceea ce priveste congelarea in 2 faze este preferata utilizarea tunelurilor, congelarea in aceasta situatie fiind realizata la temperatura de -35 C iar viteza medie liniara de congelare este de 3cm/h.
2. Viteza medie liniara de congelare.
– Lenta: 0,2cm/h
– Rapida: 0,5-3cm/h
– Foarte rapida: 5-10cm/h
– Ultrarapida: pana la 100cm/h
In mod obisnuit prin congelarea uzuala temperatura carnii congelata atinge in medie -10 C, aceasta temperatura fiind suficienta pentru incetinirea optima a proceselor enzimatice, pentru oprirea dezvoltarii microorganismelor.
Acest timp de congelare se realizeaza la o viteza medie liniara de 0,5cm/h si se aplica la produse cu dimensiuni(carcase, demicarcase, blocuri de carne).
O alta varianta frecvent utilizata este congelarea profunda cu o viteza liniara de 0,5-3cm/h si o temperatura interna de -18 C.
!!! Ca regula generala indiferent de metoda de congelare nu se admite comercializarea carnii decongelate partial sau total si nici a carnii recongelate dupa decongelare

Varianta de congelare in functie de dimensiunea produsului
– In carcase
– Semicarcase
– Sferturi
Transarea in vederea introducerii la congelare trebuie realizata in spatii igienice cu o temperatura controlata de 8-10 C, umiditatea relativa de max 75%.
Viteza medie de deplasare a aerului la nivelul punctelor de lucru trebuie sa fie de 0,25m/s.

Sisteme si procedee de congelare in functie de ritmul si debitul de introducere la congelare.
1. Congelarea cu functie discontinua(sarje).
Sistemele de congelare cu functie discontinua presupun introducerea produselor in incinte special amenajate dupa o perioada de repaos a instalatiei de racire, iar in momentul atingerii punctului termic dorit, instalatia se opreste, produsele congelate fiind preluate si depozitate intr-un alt spatiu de depozitare.
Dezavantaje:
– Necesita manipulari importante, este nevoie de o supradimensionare a instalatilor frigorifice din cauza neuniformizarii sarcinii termice.
– Durata de congelare este relativ mare implicand o stationare nejustificata, de lunga durata, a produselor pana la inceperea propriu-zisa a congelarii.
2. Congelarea cu functie semicontinua
O anumita cantitate de produs este introdusa la congelare si concomitent o cantitate din produsele deja congelate este scoasa din incinta dupa o perioada de stationare constanta.
In aceasta varianta aparatele de congelare sunt incarcate in permanenta cu aceeasi cantitate de produse, functioneaza continuu o perioada mai lunga de timp si durata este mai redusa.
3. Congelarea cu functie continua
Presupune trecerea produselor prin instalatia de congelare in mod continuu.
Presupune existenta unei linii continue in vederea tratamentelor termice premergatoare.
Presupune o limitare a dimensiunilor produsului in scopul scaderii cat mai mult a duratei de congelare. Presupune o capacatitate de congelare mare cu pana la 1 tona de produs din carne pe ora.

Tipuri de congelatoare cu functie continua.
1. Congelatoare cu aer in strat fix
a) Cu tavi, palete sau forme metalice
b) Cu bande transportoare
2. Congelatoare cu aer in strat fluidizant
a) bande
b) jgheab
3. Congelatoare cu contact direct
a) cu placi orizontale
b) cu placi verticale
4. Congelatoare care folosesc agenti intermediari (freon)
5. Congelatoare care folosesc azot lichid
6. Congelatoare care folosesc zapada carbonica

1. Cu strat fix:
Ocupa o suprafata mai mica cele care functioneaza pe baza de tavi, palete, forme metalice.
Ocupa o suprafata mai mare cele cu banda transportoare.
Datorita datorita modului de distribuire a aerului pierderile in greutate sunt minime.
Durata congelarii variaza intre 10-15min de la intrarea in congelator si pana la momentul ambalarii.
Acest sistem poate fi utilizat pentru carnea preambala in pachete mici, pentru carnea portionata si pentru semipreparate de tipul chiftelelor sau hamburgerilor
2. Cu aer in stat fluidiznat.
Se folosesc pentru congelarea fructelor sau legumelor de dimensiuni mici, iar principiul are la baza insuflarea ascendenta aerului printre straturile de produse.
3. Congelarea prin contact direct
a) Cele cu placi orizontale sun folosite la congelarea rapida a pestelui si a blocurilo mici de carne care sa nu depaseasca 8cm grosime, iar contactul dintre produs si placi sa poata fi realizat prin presarea cu dispozitiv hidraulic.