В России искусственный холод был применен для сохранения свежей рыбы в 1877 г., а в 1888 г. астраханский рыбопромышленник П. Ступак построил рефрижераторную баржу для перевозки рыбы. Эти события послужили началом развития холодильной промышленности в России. Первые успешные практические опыты и исследования по замораживанию земляники в нашей стране были проведены в 1926 г. под руководством профессора Ф.В. Церевитинова в Московском институте народного хозяйства. В 1933 г. было начато промышленное производство замороженных плодов и овощей в России. В настоящее время ассортимент быстрозамороженной плодоовощной продукции составляет более 300 наименований. Это в основном ягоды, плоды, картофель, многие виды овощей в виде монокультур и разнообразных смесей. Считается, что замораживать можно почти все виды плодоовощной продукции, исключение составляют салат и редис. В Санкт-Петербургской академии холода и пищевых технологий разработан широкий спектр новых технологий быстрого замораживания плодов и овощей.
Замораживание плодов и овощей является наиболее эффективным способом консервирования, позволяющим максимально сохранить комплекс биологически активных соединений растительной продукции, а также сократить потребности в объемах для хранения и транспортирования по сравнению со свежей плодоовощной продукцией. Принцип консервирования путем быстрого замораживания основан на том, что температура оказывает большое значение на метаболическую активность микроорганизмов и растительных тканей. При температуре ниже О °С резко сокращается активность холодоустойчивых (психрофильных) микроорганизмов. Низкие отрицательные температуры замораживания и хранения плодов и овощей обеспечивают полное сохранение продукции от поражения микроорганизмами и резко замедляют протекание биохимических процессов в растительных тканях. Вода, содержащаяся в клетках и межклеточном пространстве, превращается в кристаллы льда при температуре ниже 0 °С, т. к. в ней растворены соединения, входящие в состав клеточного сока. Температура замерзания воды в плодах и овощах - криоскопи-ческая температура - на несколько градусов ниже температуры замерзания воды. Например, криоскопическая температура для яблок составляет от -1,5 до -2,1 °С, для картофеля - от -1,1 до -1,6 °С. Качество замороженных плодов и овощей зависит от технологии и скорости процесса замораживания. Если растительное сырье подвергается медленному замораживанию (скорость - 1 °С/мин), то вначале образуется небольшое количество центров кристаллизации в межклеточниках, на основании которых образуются крупные кристаллы льда, способные нарушить целостность оболочек клеток по всей массе плода. При размораживании такой продукции влагоудерживающая способность клеток и тканей резко снижается и увеличиваются потери клеточного сока, консистенция размороженных плодов и овощей становится дряблой, теряет потребительские свойства. При быстром замораживании при низких температурах с интенсивным отводом теплоты возникает много центров кристаллизации льда, равномерно расположенных внутри и вне клетки, что обусловливает высокое качество размороженных продуктов. При замораживании по мере кристаллизации льда вырастает концентрация сухих веществ в клеточном соке и понижается температура замораживания оставшегося сока. Количество замороженной воды в клетке зависит от температуры внутри ткани. Например, для мороженого мяса вся влага полностью замерзает при температуре от -50 до -60 °С, в хлебе - -70 °С.
Следовательно, даже при промышленных технологиях быстрого замораживания при температуре от -45 до -55 °С и в процессе длительного хранения при температуре от -18 до -24 °С не вся вода замораживается в растительных тканях, что обусловливает возможность медленного протекания в них биохимических и химических процессов. Этим определяется установление сроков хранения замороженной плодоовощной продукции в зависимости от температуры хранения, вида продукции, типа упаковки и других факторов.
Процесс подготовки сырья к замораживанию включает в себя приемку, мойку, калибровку, инспекцию, резку, бланширование, охлаждение, составление овощных смесей. Плоды и ягоды могут замораживать с сахаром, в сахарном сиропе и без сахара. Сливу, вишню и черешню не бланшируют. Глубокое замораживание осуществляют в специальных скороморозильных аппаратах. Наиболее простые - туннельные морозильные установки, в них поддерживается циркуляция воздуха, охлажденного до температуры -35...-50 оС. Продукция на стеллажах подается в тоннель, длительность замораживания составляет от 0,5 до 1 ч в зависимости от вида продукции и размера частиц.
Более широко в последние годы используются скороморозильные аппараты флюидизационного типа. Они представляют собой ленточный транспортер либо слегка наклоненный желоб, по которому проходят подлежащие замораживанию ягоды и нарезанные на мелкие кусочки плоды и овощи. Снизу через сетку под давлением подается охлажденный до температуры -40.. .-45 °С воздух, который поднимает замораживаемые продукты над поверхностью, при этом каждая частица не соприкасается с другими и со всех сторон омывается охлажденным хладагентом. Замораживание продукта осуществляется за 8-20 мин, обеспечивается высокое качество готовой продукции. При выходе из скороморозильного аппарата готовые к употреблению овощи, плоды и полуфабрикаты расфасовываются в подготовленную тару. Взвешивание и фасовку выполняют при помощи специальных автоматов, рассчитанных на работу при минусовых температурах. Температура в помещениях для фасовки и затаривания замороженной продукции должна поддерживаться на уровне не выше чем -18 °С. Расфасованную продукцию немедленно направляют на складское хранение в холодильные камеры с температурой -18 °С или -24 °С. Транспортирование замороженной продукции осуществляется рефрижераторным транспортом, обеспечивающим температуру транспортирования не выше -18 °С. На всех этапах товародвижения замороженной продукции (единой холодильной цепи) недопустимы колебания температуры более чем на 1 °С, т. к. более сильные колебания температуры вызывают процесс рекристаллизации льда, в результате которой частично испаряются мелкие кристаллы и за счет образующихся паров происходит укрупнение оставшихся кристаллов, увеличиваются их размеры и теряются преимущества использования скороморозильных аппаратов.
Продукты при температуре -18 °С содержат незамерзшую воду, поэтому при длительном хранении в них протекают физико-химические превращения, вызывающие ухудшение качества готовой продукции. Основные физические изменения обусловлены рекристаллизацией и сублимацией. При хранении замороженных продуктов без герметичной упаковки происходит интенсивное испарение влаги (сублимация), ухудшается качество, появляется пористая поверхность, изменяется окраска, сорбируются посторонние запахи. При хранении замороженной плодоовощной продукции происходит снижение содержания витаминов, главным образом витамина С, на 30-50% от исходного количества, подвергаются изменениям эфирные масла, фенольные и красящие вещества, легко окисляемые кислородом воздуха, снижается растворимость, а соответственно и водоудерживающая способность белковых веществ.
Плоды (целые и резаные) и ягоды быстрозамороженные по показателям внешнего вида (в т. ч. нормируется содержание плодов других помологических сортов, смерзшихся плодов), цвета, а также вкуса и запаха, консистенции и цвета плодов в размороженном состоянии делят на высший, 1-й и столовый сорта (ГОСТ 29187-91 "Плоды и ягоды быстрозамороженные. Общие технические условия"). При определении товарного сорта внимание уделяется массовой доли дефектных плодов с механическими повреждениями, нажимами, неравномерных по величине, частично деформированных, поврежденных сельскохозяйственными вредителями. В зависимости от вида продукции устанавливается суммарное количество плодов со всеми допустимыми отклонениями от норм для каждого товарного сорта. Устанавливаются нормы массовой доли примесей. По микробиологическим показателям для каждой группы плодово-ягодных культур установлена норма колониеобразующих единиц для мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, дрожжей и плесневых грибов. Не допускается наличие бактерий группы кишечных палочек в 0,1 г продукта, а также патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, в т. ч. сальмонелл, в 25 г продукта. Регламентируется поддержание температуры внутри продукта - -18 ± 1 °С.
При температуре не выше -18 °С и ОВВ 95% срок хранения в холодильных камерах плодов - не более 12 мес, ягод - не более 9 мес. В торговой сети допускается кратковременное хранение продукта не более семи суток при температуре -12 ± 1 °С. Размораживание и повторное замораживание не допускаются.
Требования к качеству замороженных овощей регламентируются ОСТ 111-7-82, деление на товарные сорта не предусмотрено. Качество овощей целых и резаных устанавливается по показателям: внешний/вид и цвет в замороженном состоянии, а также вкус, запах и консистенция в размороженном состоянии. По микробиологическим показателям замороженные овощи не должны иметь признаков повторного замораживания, порчи, обусловленной жизнедеятельностью микроорганизмов. Упакованную быстрозамороженную продукцию следует хранить в холодильных камерах при температуре -18 ± 1 °С и ОВВ 95% не более 12 мес. Допускается хранить быстрозамороженные овощи при температуре -15 ± Ю °С не более 8 мес. В торговой сети допускается кратковременное хранение продукции (не более семи суток) при температуре -12 ± 1 °С, а при температуре -9 ± 1 °С - не более двух суток. Не допускается повторное замораживание продукции.