Novas tecnologias de congelamento de alimentos: o que os compradores podem realmente verificar

As novas tecnologias de congelamento de alimentos incluem congelamento assistido por alta-pressão-, congelamento-assistido por ultrassom, congelamento assistido por campo- elétrico ou magnético-, desidrocongelamento, nucleação controlada de gelo e novas combinações de métodos de congelamento e descongelamento. O objetivo comum deles é geralmente controlar quando o gelo se forma, a rapidez com que o calor sai dos alimentos e quanto tecido é danificado. Isso pode afetar o tamanho do-cristal de gelo, a perda de gotejamento, a textura, a cor, o uso de energia e o tempo de produção.

A parte difícil é a interpretação comercial. Um resultado laboratorial promissor não é prova de que uma fábrica utiliza a tecnologia em escala industrial, que funciona para os seus vegetais ou frutas, ou que reduz o custo de entrega. Os sistemas convencionais de-jato de ar, leito{3}fluidizado, placas e sistemas criogênicos continuam sendo a linha de base prática. Julgue cada "novo" método em relação a um produto definido, rendimento, resultado do centro-térmico, teste de cozimento, rendimento e plano de-cadeia de frio.

Comece com a linha de base comercial

Antes de avaliar um método emergente, defina o que o processo atual já alcança. Em produtos congelados, a condição-da matéria-prima, o tempo desde a colheita, a lavagem, o corte, o branqueamento quando aplicável, o resfriamento, a-remoção da água-superficial e a distribuição-do tamanho dos pedaços podem ser tão importantes quanto o freezer. Um freezer rápido não pode corrigir-feijões maduros demais, frutas danificadas, excesso de água superficial ou branqueamento descontrolado.

O-congelamento por jato de ar move o ar frio sobre os alimentos. Um sistema IQF de leito-fluidizado usa fluxo de ar suficientemente forte para suspender ou separar peças de tamanho adequado para que congelem individualmente. O congelamento de placas transfere calor por contato e se adapta a embalagens ou blocos regulares. Os sistemas criogênicos usam refrigerantes muito frios, como nitrogênio líquido ou dióxido de carbono, e podem atingir um resfriamento rápido da superfície, embora o custo operacional, o fornecimento de gás e a economia do produto exijam revisão.

O Codex define vegetais-congelados rapidamente pelo resultado do produto e do processo: preparação apropriada, passagem rápida pela faixa de cristalização máxima e um centro térmico atingindo -18 graus ou mais frio após a estabilização térmica. O produto precisa então permanecer a -18 graus ou mais frio durante a cadeia de frio, sujeito às tolerâncias nacionais permitidas. OXMSD congelado-guia de definição de alimentoscoloca esse requisito de temperatura em seu contexto mais amplo de processamento e logística.

"IQF" descreve uma condição desejada de produto-congelado individualmente, e não um modelo de máquina universal. Ervilhas, grãos de milho, florzinhas de couve-flor e frutas em cubos apresentam geometria, densidade, umidade superficial e fragilidade diferentes. Por esse motivo, uma comparação de freezer deve indicar a profundidade do leito, a temperatura de alimentação, a faixa de tamanho-da peça, a taxa de carregamento e a temperatura central final. A temperatura do ar do túnel citada por si só não prova o desempenho do produto.

O que os métodos emergentes estão tentando mudar

O congelamento remove o calor sensível, atravessa uma zona-de mudança de fase e, em seguida, reduz a temperatura do produto congelado. O gelo não se forma num momento idêntico em todos os locais. A nucleação começa primeiro, os cristais crescem, os solutos concentram-se na água descongelada restante e os gradientes de temperatura podem produzir diferentes estruturas entre a superfície e o centro. A composição e a geometria do produto influenciam todos esses eventos.

Muitos novos métodos têm como alvo a nucleação. Se a nucleação começar de maneira mais uniforme em todo o produto, a distribuição dos cristais poderá se tornar mais uniforme. Outros visam intensificar a transferência de calor ou reduzir a água que deve congelar. Esses objetivos podem apoiar a textura ou reduzir o gotejamento em um determinado alimento, mas “cristais menores” não são uma especificação de compra completa. O comprador ainda precisa de um resultado aceitável após armazenamento, descongelamento ou cozimento.

O congelamento-assistido por ultrassom aplica energia acústica para influenciar a transferência de calor, a nucleação e o crescimento de cristais. Avaliações do processamento de frutas e vegetais descrevem resultados encorajadores, ao mesmo tempo que identificam a necessidade de trabalho mais fundamental, design de equipamentos e expansão-. A densidade de potência, a frequência, a posição de tratamento, a geometria do alimento e o meio de contato podem alterar o resultado. A palavra "ultrassom" sem esses parâmetros não é um processo reproduzível.

O congelamento de alta-pressão usa o comportamento da fase-dependente da pressão da água. Abordagens de mudança de pressão-podem resfriar alimentos sob pressão antes que a rápida liberação de pressão inicie uma nucleação extensa. As análises relatam potencial para formação de gelo rápida e mais uniforme e preservação da microestrutura, mas o tamanho do recipiente, operação em lote, nível de pressão, sistemas de segurança, manutenção e custo de capital são variáveis ​​comerciais importantes. A evidência de uma matriz não é transferida automaticamente para os vegetais IQF.

Campos Elétricos, Campos Magnéticos e Super-resfriamento Necessitam de Reivindicações Cuidadosas

Sistemas assistidos por campos- elétricos e magnéticos-são frequentemente promovidos como formas de influenciar moléculas de água, super-resfriamento e nucleação de gelo. A literatura científica inclui resultados experimentais, mecanismos propostos e variações de equipamentos. Uma grande revisão do super-resfriamento com campos externos relatou que questões importantes permaneciam em aberto, com pouco consenso e uma compreensão incompleta do mecanismo.

Essa incerteza não torna todos os sistemas inúteis. Isso significa que a reivindicação comercial deve ser restrita e comedida. Solicite a intensidade e o padrão do campo, a frequência, se aplicável, a geometria do eletrodo ou do ímã, as dimensões da amostra, a temperatura inicial, a curva de resfriamento, a temperatura de nucleação, a contagem de replicação e o tratamento de controle. “O congelamento magnético preserva as células” não é suficiente para aprovar um produto ou projeto de capital.

Super-resfriamento significa resfriar um alimento abaixo de seu ponto de congelamento de equilíbrio sem formação de gelo. O estado é metaestável: a nucleação pode ocorrer inesperadamente e pode ser difícil de controlar em alimentos grandes e heterogêneos. O resultado de uma amostra pequena e uniforme não pode ser extrapolado diretamente para um palete carregado ou para uma linha contínua de vegetais. Vibração do produto, impurezas, embalagem e gradientes de temperatura podem alterar o comportamento.

    Exemplo prático:Um vendedor apresenta fotografias mostrando menos gotejamento de frutas congeladas-no campo. Você solicita réplicas codificadas-cegas usando o mesmo cultivar, maturidade, pré-tratamento, embalagem, tempo de armazenamento e método de descongelamento. Se a comparação não tiver curvas-de temperatura central ou usar diferentes lotes-de matéria-prima, as fotografias permanecerão como evidências exploratórias. Eles não estabelecem uma vantagem de processo para o seu pedido.

A desidrocongelação altera a carga do processo e a identidade do produto

A desidrocongelação remove parte da água de uma fruta ou vegetal antes do congelamento, geralmente por meio de tratamento osmótico ou outra etapa de desidratação controlada. Menos água precisa mudar de fase, o que pode reduzir a carga de congelamento e limitar alguns danos estruturais. Revisões de pesquisas descrevem potenciais vantagens de textura para alimentos vegetais. No entanto, o pré-tratamento também altera a massa, os sólidos solúveis, a doçura, o sabor e possivelmente a declaração dos ingredientes.

Uma solução osmótica pode introduzir açúcar, sal ou outro soluto. A absorção e a perda de água devem ser medidas separadamente. Uma fruta parcialmente desidratada não é automaticamente equivalente a uma fruta simples IQF e pode não caber em um rótulo-limpo ou sem-adição-de açúcar. Defina umidade, Brix ou sólidos solúveis, declaração de ingredientes, reidratação ou desempenho de cozimento e rendimento utilizável.

Outras abordagens usam proteínas anticongelantes, materiais de{0}nucleação de gelo ou revestimentos comestíveis para influenciar a formação de cristais ou a umidade. Sua promessa técnica não elimina os requisitos-de segurança alimentar, regulatórios, de alérgenos e de rotulagem. Devem ser verificadas a origem e a pureza de qualquer substância adicionada, o uso permitido no mercado de destino, o nível residual e a declaração. Um auxílio de processamento desconhecido não pode ser aceito apenas porque melhora uma imagem microscópica.

A página original do ID 44475686 referia-se a "congelamento-embrulhado em filme" e a um método de CPF sem definição de processo suficiente para permitir que um comprador verificasse a reivindicação. Esta reescrita não mantém esses termos como uma categoria comercial estabelecida. Se um fornecedor utilizar um revestimento, fluido de imersão ou sistema proprietário, solicite o nome técnico exato, composição, status de contato, condições operacionais e registro de validação.

Capacidade instalada separada do vocabulário de pesquisa

Peça ao fornecedor para identificar a fábrica, linha e equipamento utilizado para o item proposto. Uma apresentação de pesquisa geral não é um registro-de equipamento instalado. O pacote de evidências pode incluir o tipo e modelo do freezer, rendimento nominal e demonstrado, data de comissionamento, controles de calibração ou manutenção, diagrama de fluxo do produto e um registro de produção recente para um SKU comparável.

Em seguida, conecte o equipamento a condições críticas de operação. Registre a temperatura de entrada, tamanho do corte, profundidade do leito ou espessura da embalagem, velocidade da linha, fluxo de ar ou condição de contato, ponto de ajuste do freezer e temperatura central de saída. O actualVisão geral do equipamento XMSDilustra equipamentos circundantes de lavagem, seleção, embalagem e detecção; não afirma que todos os métodos de congelamento emergentes discutidos aqui estejam instalados.

Confirme a escala. As corridas de bancada, piloto e comercial respondem a perguntas diferentes. Uma amostra de laboratório de 200 g pode mostrar um mecanismo. Uma linha piloto pode revelar problemas de manuseio e{4}}transferência de calor. Uma operação comercial deve manter o resultado em variações realistas de alimentação, inicialização, estado estacionário, troca e saneamento. Pergunte quantos lotes foram produzidos e se o teste incluiu o tamanho mínimo e máximo de peça especificado.

Revise os dados desfavoráveis, bem como a melhor execução. Um fornecedor deve ser capaz de explicar quais formas de produto não funcionam bem, quais condições de carregamento causam aglomeração e como os desvios são tratados. Uma afirmação tecnológica torna-se mais credível quando a sua janela operacional e o limite de falha são documentados. “Funciona com todos os alimentos” é um sinal de alerta, não uma vantagem.

Crie um teste de aceitação em torno do aplicativo finalizado

Use matéria-prima e códigos cegos correspondentes. Comparar o método proposto com a linha de base comercial atual utilizando a mesma cultivar, maturidade, corte, pré-tratamento, temperatura de alimentação, período de armazenamento, embalagem e preparo final. Randomize a ordem da amostra. Se um grupo for mais fresco ou armazenado por menos tempo, o ensaio não poderá isolar o método de congelamento.

Meça o que muda a decisão de compra. Resultados úteis podem incluir curva de-temperatura central, tempo até a cristalização máxima, porcentagem-de fluxo livre, grumos, pedaços quebrados, gotejamento de degelo, perda de cozimento, cor, firmeza, pontuação sensorial e rendimento utilizável. A microscopia pode explicar a estrutura, mas não deve substituir um teste de cozimento ou formulação quando o produto for consumido após aquecimento.

Defina limites de aceitação antes de abrir os códigos. Para uma florzinha de varejo, a aparência e a integridade da peça podem dominar. Um ingrediente de sopa pode tolerar pedaços menores, mas não um sabor - estranho. Uma fruta smoothie pode priorizar cor, Brix e textura mesclada. Quanto mais amploguia rápido-de processamento de vegetais congeladosajuda a colocar o desempenho do freezer ao lado dos controles de branqueamento, drenagem e{0}}cadeia de frio.

    Exemplo prático:Um teste de couve-flor mostra cristais de gelo menores em um processo assistido, mas a amostra tem a mesma firmeza cozida e rendimento utilizável que o controle IQF padrão. Se o novo método agregar custos e nenhum benefício de aplicação acordado, a diferença técnica não justifica aprovação. Se reduzir a quebra o suficiente para melhorar uma embalagem de varejo premium, quantifique essa melhoria em vários lotes comerciais.

A produtividade, o rendimento e a energia precisam do mesmo limite de medição

A capacidade nominal do equipamento não é a capacidade embarcada. Tempo de inatividade, troca de produtos, limpeza, descongelamento, gargalos upstream, rejeições e velocidade da linha-de embalagem podem reduzir a produção. Compare quilogramas de produto embalado em conformidade por hora de operação, e não o valor máximo de alimentação em um folheto. Registre o produto e a janela operacional usada para produzir o número.

    Exemplo trabalhado:Uma linha tem capacidade nominal de 1.200 kg/h, funciona por 8,0 horas programadas e demonstra 85% de tempo de operação efetivo. A capacidade de entrada programada é de 1.200 × 8.0=9.600 kg. A quantidade efetiva processada é de 9.600 × 0.85=8.160 kg. Se 96% se tornar a produção embalada em conformidade, o turno produzirá 8.160 × 0.96=7.834 kg. Estes números ilustrativos mostram o cálculo; eles não são uma declaração de capacidade XMSD.

As comparações de energia devem definir o limite do medidor. Uma reclamação pode contar apenas com o compressor do freezer; outro inclui bombas, ventiladores, geração de pressão, criogênio, pré-tratamento, degelo, perdas por refrigeração e armazenamento refrigerado. Relate quilowatts-horas por quilograma de produto em conformidade sempre que possível, com condições ambientais e de alimentação. Para sistemas criogênicos, inclua o consumo de refrigerante e o custo de fornecimento, em vez de citar apenas a demanda elétrica.

Calcule a economia utilizável. Um método que custa mais por quilograma de entrada ainda pode vencer se reduzir quebras, desidratação ou perda de cozimento em uma aplicação-de alto valor. O inverso também é verdadeiro: uma melhoria impressionante na textura pode não ter valor no purê. Use o custo final por quilograma aceito ou utilizável e modele os dados realistas de rejeição, retrabalho e rendimento do comprador.

Embalagem e cadeia de frio podem eliminar a vantagem do freezer

Os cristais de gelo podem mudar durante o armazenamento congelado. A flutuação de temperatura pode promover a recristalização, enquanto a proteção deficiente contra umidade pode levar à desidratação e queimaduras de congelamento. Uma amostra de saída superior pode, portanto, perder sua vantagem se o saco tiver barreiras ou selos fracos, as caixas estiverem danificadas, o carregamento for lento ou a temperatura de transporte for instável.

Teste a embalagem selecionada com o produto. Verifique a integridade da vedação, o espaço livre, o risco de perfuração, a perda de umidade, a transferência de odores, a compressão da caixa e o padrão do palete. As embalagens de varejo, foodservice e industriais apresentam diferentes tensões de manuseio. OVisão geral da embalagem congelada XMSDmostra decisões comuns sobre embalagens e paletes; o pedido assinado ainda precisa dos requisitos exatos de material e desempenho.

Especifique pontos de monitoramento de temperatura desde a saída do freezer até o armazém frigorífico, carregamento, transporte marítimo ou rodoviário, recebimento e distribuição posterior. Combine como as excursões são avaliadas. Uma leitura-da temperatura do ar pode mudar mais rapidamente do que o núcleo do produto, portanto, a disposição deve usar o procedimento aplicável, a duração, a condição do produto e os registros de suporte, em vez de um número isolado.

Execute o teste de aceitação após um intervalo de armazenamento representativo, bem como imediatamente após o congelamento. Isso separa um efeito de processo de curto-prazo de um benefício-de prazo de validade. Mantenha as amostras retidas da linha de base e do processo proposto sob as mesmas condições controladas. Use o mesmo protocolo de descongelamento ou cozimento quando a comparação for repetida.

Use uma matriz de reivindicação de tecnologia antes da aprovação do fornecedor

Para cada reivindicação, escreva o benefício reivindicado, método de teste, controle, produto, escala e limite de aceitação. O "congelamento mais rápido" precisa de um ponto inicial, um ponto final, um sensor central-térmico e uma carga correspondente. “Melhor textura” precisa de um método e instrumento de preparação ou de uma escala sensorial treinada. "Menor energia" precisa de um limite de medidor e uma saída conforme. “Menos gotejamento” precisa da massa inicial, protocolo de descongelamento, tempo de drenagem e equação.

Em seguida, classifique as evidências. A pesquisa publicada pode apoiar a plausibilidade. Os documentos do equipamento podem estabelecer o projeto. Os registros de fábrica podem mostrar a operação. Um teste comercial controlado pode mostrar o desempenho do produto. Os dados de remessa e reclamação podem mostrar repetibilidade. Nada disso sozinho responde a todas as perguntas. Combine-os proporcionalmente ao risco de reclamação e pedido.

Conecte a aprovação da tecnologia ao plano-de segurança alimentar. O congelamento geralmente não é uma etapa fatal, e um novo método não elimina requisitos de higiene, branqueamento, contaminantes, detecção de-metal, microbiológicos, alérgenos, rastreabilidade ou cozimento. Revise se o novo sistema introduz um meio de contato, revestimento, recipiente de pressão, novo desafio de limpeza ou alteração de perigo. Validação de atualizações e controle de alterações antes do uso comercial.

Por fim, bloqueie a especificação em vez da frase de marketing. Identifique a forma do produto, o tamanho, o status do processo, a condição de saída, os defeitos, o alvo sensorial, a embalagem, o armazenamento, o prazo de validade, a amostragem, os documentos e a regra de notificação-de alterações. Quanto mais amploPágina de soluções para alimentos-congelados XMSDpode ajudar a enquadrar o uso no varejo, serviços de alimentação e processamento. Aprovar o método somente após seus dados declarados atenderem aos limites assinados para o pedido proposto.

Perguntas frequentes

Qual é a mais nova tecnologia de congelamento de alimentos?

Não existe um método mais recente que seja melhor para todos os alimentos. A pesquisa e o desenvolvimento atuais incluem ultrassom, alta pressão, campos elétricos e magnéticos, superresfriamento controlado, desidrocongelamento e sistemas combinados. A prontidão comercial varia de acordo com o equipamento, produto e escala.

O congelamento mais rápido sempre produz alimentos congelados melhores?

A passagem mais rápida por importantes condições de{0}mudança de fase pode reduzir alguns danos estruturais, mas a matéria-prima, o pré-tratamento, o tamanho da peça, a embalagem, o armazenamento e o cozimento final também controlam a qualidade. Aprove o resultado final da aplicação em vez de um valor de velocidade.

O congelamento magnético está comprovado para a produção comercial de alimentos?

Existem pesquisas, mas as revisões relatam incerteza sobre os mecanismos e evidências inconsistentes. Solicite parâmetros de campo definidos, controles correspondentes, dados repetidos de produtos em-escala comercial e a linha instalada. Uma declaração genérica de congelamento-magnético não é suficiente.

O que um comprador deve medir em um teste de freezer?

Meça a curva-de temperatura central, a produtividade, o fluxo livre ou a aglomeração, a quebra, a perda por descongelamento ou cozimento, a cor, a textura, o resultado sensorial e o rendimento utilizável sob um método definido de armazenamento e preparação. Defina os limites de aceitação antes de identificar as amostras.

Um novo método de congelamento substitui o controle-da cadeia de frio?

Não. Os alimentos congelados ainda necessitam de embalagens adequadas, armazenamento e transporte controlados. A flutuação de temperatura e a perda de umidade podem eliminar a vantagem de saída-do freezer, e o congelamento não deve ser tratado como uma etapa universal de eliminação microbiana.

Referências

1. Codex Alimentarius.Código de Prática para Processamento e Manuseio de Alimentos Congelados Rápidos, CXC 8-1976, ePadrão para vegetais congelados rapidamente, CXS 320-2015.Códigos de prática do Codex.
2. Li, B. e Sun, D.-W. "Novos métodos para congelamento e descongelamento rápido de alimentos - uma revisão."Revista de Engenharia de Alimentos, 2002. DOI 10.1016/S0260-8774(01)00209-6.
3. Le Bail, A. et al. "Congelamento e descongelamento de alimentos em alta pressão: uma revisão."Jornal Internacional de Refrigeração, 2002. DOI 10.1016/S0140-7007(01)00030-5.
4. Cheng, X. et al. "Tendências de pesquisa em pré-tratamentos de branqueamento selecionados e tecnologias de congelamento rápido aplicadas em frutas e vegetais: uma revisão."Jornal Internacional de Refrigeração, 2017. DOI 10.1016/j.ijrefrig.2015.10.015.
5. Kang, T. et al. "Tecnologia de preservação de superresfriamento em alimentos e amostras biológicas: uma revisão focada em aplicações de campos elétricos e magnéticos."Ciência Alimentar e Biotecnologia, 2020. PMCID PMC7105587.