حفظ الأغذية بالتجميد Freezing

التجميد هو تحويل ماء الأغذية المختلفة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة بتأثير درجات الحرارة المنخفضة جدا تحت الصفر، وتهدف هذه العملية إلى خفض حرارة المادة الغذائية إلى درجة تحول دون تكاثر البكتريا والفطريات فيه وفسادها، وإلى تثبيط نشاط الخمائر والإنزيمات التي تسبب بعض التغيرات في مكونات تلك المادة وفي التفاعلات الكيميائية کالأكسدة والتحلل.

حفظت الأغذية بالتجميد منذ زمن بعيد اذ أستخدمه سكان المناطق الباردة في حفظ الأسماك واللحوم الحمراء خلال فصل الشتاء وفي منتصف القرن الثامن عشر بدأ تطبيق التجميد الصناعي عن طريق مخاليط الثلج والملح وفي بداية القرن التاسع عشر جمدت الفواكه والخضروات على نطاق تجاري كبير اذ تعد صناعة تجميد المواد الغذائية من أهم الصناعات القائمة في مجال الصناعات الغذائية على مستوى العالم.

أهمية الحفظ بالتجميد:

1- يعد الحفظ بالتجميد من أهم الطرائق المستعملة لحفظ الكثير من الأغذية سريعة الفساد.

2- الحفظ بالتجميد يحافظ على معظم التفاعلات الكيموحيوية ويحد من تكاثر ونمو الكائنات

الحية الدقيقة ويعمل على خفض درجة النشاط المائي للمادة الغذائية.

3- يمكن حفظ الأغذية المجمدة مدة طويلة نسبيا تتراوح بين عدة أشهر إلى سنة أو أكثر مع احتفاظ الغذاء بخواصه.

4- الأغذية المجمدة تكون جاهزة للطبخ مباشرة أو التقديم على المائدة دون تجهيز.

5- أصبح التجميد في الوقت الحاضر ينافس جميع طرائق الحفظ الأخرى ويعد من أفضلها.

6- يمكن استخدام الحفظ بالتجميد على نطاق واسع اذ يمكن استخدامه في معظم أنواع الخضروات وكثير من أصناف الفاكهة.

7- نسبة الفقد في الأغذية المجمدة تعتبر منخفضة إذا ما قورنت بالأغذية الطازجة.

العوامل المؤثرة على جودة الأغذية المجمدة

1- المادة الخام: الاختيار الجيد للمادة الخام بحيث تكون ذات جودة عالية وسليمة ونظيفة أيضا اختيار المادة الخام التي تناسبها طريقة الحفظ بالتجميد بناء على محتواها الرطوبي.

2- الصنف: تسلك بعض أصناف الخضروات المجمدة سلوكا أفضل من بعض الأصناف الأخرى وعلى ذلك يتم اختيار الأصناف التي تتميز بالقوام والطعم واللون والمظهر الخارجي الجيد.

3- درجة النضج عند الحصاد: تكون درجة نضج المواد الخام المستخدمة هي الدرجة المناسبة لعملية الحفظ وهذا يؤدي إلى منتج نهائي ذات درجة عالية.

4- الفترة بين الحصاد والنضج: يتم تجميد الخضروات بعد حصادها بمدة قصيرة وعدم إطالة الفترة بين الحصاد والنضج حتى لا يحدث تدهور في درجة جودة المنتج النهائي.

طرائق التجميد وأنواع المجمدات

هناك ثلاث طرائق لتجميد الأغذية وهي:

1- التجميد البطيء

وفيه يتم تجميد المادة الغذائية في مدة لا تقل عن 20 ساعة وقد تصل إلى يوم أو أكثر وتكون درجة الحرارة المستخدمة من (°c 10- 5 _ -).

حجم بلورات الثلج المتكون كبيرة نسبية مما يسبب تلف ميكانيكي ضار على الأنسجة وتتكون هذه البلورات الثلجية خارج الخلايا وهذا يؤدي إلى زيادة كمية السائل المنفصل اثناء عملية الصهر وتصل إلى %20 مما يؤدي إلى فقد المادة الغذائية لخواصها. يؤدي طول المدة التي تتعرض فيها المادة إلى درجات حرارة مرتفعة نسبيا قبل تجميدها إلى نشاط الأحياء الدقيقة.

2- التجميد السريع:

وفيه يتم تجميد المادة الغذائية في نصف ساعة وتكون درجة الحرارة المستخدمة من (-30 إلى -40 درجة سليزية). حجم بلورات الثلج المتكون صغيرة ولا تسبب أي تلف للأنسجة وتتكون هذه البلورات الثلجية داخل الخلايا وهذا يؤدي إلى تكون كمية السائل المنفصل أثناء عملية الصهر قليلة جدا وتصل إلى %0.5 مما يؤدي إلى المحافظة على القيمة الغذائية. ويؤدي قصر المدة المستخدمة في التجميد إلى توقف نشاط الأحياء الدقيقة.

3- التجميد الخاطف:

وفي هذه الطريقة تتم عملية التجميد بسرعة جدا اذ لا يتعدى وقت التجميد من (5-1 دقائق) اذ يتم استخدام درجة حرارة منخفضة (-20 إلى -30 درجة سليزية ) مع استخدام ضغط عالي مما يؤدي إلى تكوين بلورات ثلج صغيرة في وقت قصير مما يقلل بطريقة ملحوظة من السائل المنفصل ويحسن من خواص الجودة للمنتج النهائي.

أنواع المجمدات:

يمكن تقسيم المجمدات إلى المجاميع التالية طبقا للوسط المستعمل لنقل الحرارة:

أ- مجمدات الاتصال المباشر وتشمل مجمدات الارفف ومجمدات الأحزمة ومجمدات الاسطوانات ومجمدات الدوارة.

ب- مجمدات دفع الهواء وتشمل مجمدات الأنفاق ومجمدات الأحزمة. ومجمدات ذات الطبقة المانعة.

ج- مجمدات الغمر المباشر في محلول مبرد (ملحي أو سكري).

د. مجمدات التبخير السائل أو الصلب وتشمل مجمدات النيتروجين السائل ومجمدات ثاني اوكسيد الكربون ومجمدات الفلور وكربون السائل.

الخطوات العامة للحفظ

1- استلام المواد الخام: يعد استلام المواد الخام من الخطوات الهامة اذ يتم تحديد وزن الخامات الواردة بالإضافة إلى الالتزام بنوع الصنف المتفق عليه.

2- الفرز والتدريج: في هذه الخطوة يتم فرز الخامات الواردة اذ يتم التخلص من التالف أو غير الناضج أو الزائد في درجة النضج. وبالنسبة لعملية التدريج فيتم فيها تدرج الثمار تدريجا حجميا وذلك لسهولة التعامل معها في خطوات التصنيع التالية.

3- الغسل: يجب الاهتمام بعملية غسل المواد الخام وذلك لإزالة الأتربة والمواد العالقة وتتم عملية الغسل إما بواسطة النقع أو تيارات الماء أو بواسطة اسطوانات الغسل.

4- التقشير: يتم تقشير المواد بعد إجراء عملية الغسيل وتتوقف طريقة التقشير على حسب نوع المادة الخام سواء تقشير يدوي للأنواع الحساسة أو تقشير بالبخار وخاصة للأنواع ذات القشرة الرقيقة أو التقشير باللهب كما في البصل او التقشير بالاحتكاك ويتم في الثمار الصلبة التي تتحمل هذا النوع مثل البطاطس والجزر.

5- التقطيع: وتتم عملية التقطيع إما في صورة شرائح أو أصابع أو مكعبات ويكون ذلك إما بواسطة السكاكين اليدوية أو بواسطة الآلات.

6- السلق الخفيف: تعد عملية السلق الخفيف من العمليات الهامة في عملية التجميد وذلك للمحافظة على اللون عن طريق القضاء على الانزيمات وأيضا للمحافظة على القوام إثناء التجميد واثناء صهر المجمدات. وتسلق معظم الخضروات باستثناء القليل منها مثل البصل قبل تجميدها، وتتم عملية السلق الخفيف إما بواسطة البخار أو بواسطة الماء الساخن لدرجة الغليان وتختلف مدة السلق على حسب نوع المادة الغذائية فتتراوح المدة من 10-2 دقائق ثم التبريد المفاجئ.

7- التجميد: توجد طرائق مختلفة للتجميد تم الإشارة إليها سابقا ويتم التجميد بعد السلق الخفيف مباشرة وعلى المستوى التجاري قد تجمد الخضروات قبل عملية التغليف أو بعدها وذلك باستخدام التجميد الانفرادي السريع من اجل تحسين خواص المنتج النهائي مقارنة بالتجميد البطيء الذي يتسبب في تدهور خواص الجودة للمنتج النهائي.

8- التغليف: تغلف الخضروات تجاريا قبل أو بعد تجميدها وغالبا يتم التغليف بعد التجميد وخصوصا عند استخدام طريقة التجميد السريع.

وهناك العديد من أنواع الأغلفة المستخدمة مثل (البولي اثيلين - البولي بروبلين - البولي ستايرين أغشية السليلوز البولي أمين - ورقائق الألمنيوم).

9- التخزين: تخزن معظم المواد المجمدة عند (-18°c) كحد أعلى ويمكن مد فترة التخزين لمدة سنة كاملة في حالة وجود حماية للمنتج عن طريق تغليفه تغليفا مناسبا بحيث لا يسمح بفقد الرطوبة وكذلك تثبيت درجة حرارة التخزين.

التغيرات التي تحصل في الأغذية المجمدة

تحدث في الأغذية المجمدة تغيرات فيزيائية وكيميائية وأنزيمية وتغيرات ناجمة عن الأحياء الدقيقة.

تشمل التغيرات الفيزيائية: الجفاف وحرقه التجميد وتأكسد الشحوم وتشكل الفجوات الجليدية والتبلور مسببة تشويه قوامها.

التغيرات الكيميائية: فتشمل أكسدة الصبغات النباتية وتحللها، وأكسدة الدهون مؤدية إلى تغير لونها وتزنخها، كما يحصل فقد كبير في جميع أنواع الفيتامينات وبخاصة C و B1 و B2 في إثناء التخزين.

التغيرات الأنزيمية: يوقف التجميد نشاط الكائنات الحية الدقيقة إلا أنه يبطئ فاعلية الأنزيمات بل وينشطها خاصة عند نقطة فوق التبريد، ويسبب ضررا في مظهر المادة وقيمتها الغذائية عند حفظها في هذه الدرجة المنخفضة من الحرارة، كما أن تخزين المادة في الدرجة (C°6-) يجعلها غير مقبولة غذائيا.

التغيرات الناجمة عن تكاثر الأحياء الدقيقة: قد تؤدي حرارة التجميد إلى أضرار كبيرة في خلايا الأحياء الدقيقة، لكنها قلما تؤثر في سبوراتها، وتبين أن المواد الغذائية الغضة تحتوي قبل تصنيعها وحفظها على أعداد كبيرة من الأحياء الدقيقة، وتؤدي عملية سلق البزاليا مثلا إلى خفض أعدادها ثم تعود لتزداد في إثناء تصنيعها متأثرة بدرجات الحرارة وطول العملية التصنيعية.

القيمة الغذائية للأغذية المجمدة

تتميز المواد الغذائية المجمدة بفوائد كثيرة أدت إلى توسع كبير في استعمالها وتسويقها ،وتتوافر اليوم في الأسواق أنواع كثيرة مجمدة من الخضروات واللحوم والأسماك وغيرها بسبب عدم حصول تغيرات كبيرة في قيمتها الغذائية وتقديم الأغذية الملائمة والمتنوعة بأشكالها وحجومها، والتي تصبح جاهزة للاستهلاك بعد تسخينها ، كما تحتفظ هذه المواد المجمدة بخصائصها الطبيعية وبخاصة اللون والطعم من دون تغيير ملحوظ ، وقد أسهم التجميد في تخزين المواد الغذائية ممددة طويلة من الزمن مما ساعد على تثبيت الأسعار وتقليل الفاقد من المحاصيل عندما تفيض عن الاحتياج وتقديم المساعدات العاجلة إلى المنكوبين بفضل الكوارث الطبيعية إلى مناطق الاستهلاك، ومكن كذلك من توفر السلع على مدار السنة.