Behoud van productkwaliteit bij invriezen en vriesbewaring

Veel bewerkte voedingsmiddelen – denk aan vis, friet, fruit of gebak – worden ingevroren, onderweg naar de volgende verwerkingsstap in de keten of als eindproduct voor de consument. Invriezen voorkomt voedselbederf tijdelijk en verlengt daarmee de houdbaarheid. Het kan echter ook leiden tot kwaliteitsproblemen. Invriezen, ontdooien en temperen (opwarmen tot -3°C) brengen vaak onomkeerbare veranderingen in productsamenstelling en -textuur teweeg: ijskristallen die gevormd worden, beschadigen celstructuren en onttrekken water aan het product. Dit leidt tot denatureren van eiwitten en verandert het waterbindende vermogen en de verdeling van water over het product. Dergelijke kwaliteitsveranderingen zijn met het blote oog vaak onzichtbaar. Dat maakt het voor voedingsmiddelenfabrikanten en koel- en vriesbedrijven lastig om processente optimaliseren. Inzicht in de effecten van invriezen en bewaartemperatuur op de productstructuur en eigenschappen zijn noodzakelijk om tot goede beslissingen te komen. Hiervoor zijn nieuwe experimentele methoden, zoals cryo-XRT, en diverse modellen beschikbaar.

Invriezen, ontdooien en temperen

Wageningen Food & Biobased Research geeft voedingsmiddelenfabrikanten en verwerkende bedrijven diepgaand inzicht in het proces van invriezen en de effecten ervan op productkwaliteit. We hanteren een unieke, integrale aanpak waarbij we de effecten van invriezen, ontdooien en temperen op verschillende niveaus onderzoeken en verklaren – van vriestunnel tot producttextuur. We bekijken hoe de omstandigheden tijdens invriezen en de bewaartemperatuur invloed hebben op de snelheid waarmee een product bevriest en de daarmee gepaarde structuurveranderingen in het product. Met de nieuwe cryo-XRT techniek, kunnen we de structuur verandering in het bevroren product heel mooi zien en in 3D analyseren.

Experimenteel inzicht wordt vaak gekoppeld aan proces- en product modellen. Met procesmodellen simuleren we de warmteoverdracht in de vriestunnel en het invriezen van het product. De thermodynamica van temperatuursamenstelling-afhankelijke vriesconcentratie – dit is de toenemende concentratie van zout en andere vastecomponenten in de vloeibare fractie tijdens de vorming van ijskristallen - is een bepalende factor in de product modellen, waarmee we de fysische veranderingen in het product goed mee kunnen beschrijven en voorspellen.

Optimaal invriezen

Wageningen Food & Biobased Research ondersteunt uiteenlopende fabrikanten bij de optimalisatie van vriesprocessen in hun productieketen. Zo hebben wij de impact van invriezen onderzocht op de kwaliteit van vis tijdens transport, verwerking en verpakken. Voor klanten in de snackindustrie hebben we de effecten van een alternatieve vriesmethode op productkwaliteit bestudeerd. Onlangs hebben we een nieuwe manier gevonden om de textuur van bevroren en weer ontdooide aardbeien sterk te verbeteren. Door een combinatie van een voorbehandeling en een snel invriesproces, blijft de cel structuur in bevroren toestand mooi intact, en worden de vruchten na ontdooien niet slap, maar behouden een stevige structuur met minimaal vochtverlies.

Publicaties

• A. Barbier, Diepvriesproducten bekijken in 3D - Cryo-XRT biedt producenten inzicht in structuur, VMT, Jun 2018 (7) 31-33
• Esveld, Erik. Vriesbewaring van levensmiddelen – effect op kwaliteit. Voordracht themadag KNVvK Dec. 2014
• Broeze, Jan. Voedsel inkoelen of invriezen: wat is het effect? RCCK&L Nov 2014 (107) 18-20
• R.G.M. van der Sman, A. Voda, G. van Dalen, A. Duijster. Ice crystal interspacing in frozen foods. J. Food Engineering. 116(2):622–626 (2013).
• A. Voda, N. Homan, M. Witek, A. Duijster, G. van Dalen, R. van der Sman,J. Nijsse, L. van Vliet, H. Van As, J. van Duynhoven. The impact offreeze-drying on microstructure and rehydration properties of carrot. Food Research Int. 49(2): 687–693 (2012)