Замораживание

Продукты предварительно замораживают в специальных камерах при атмосферном давлении или подвергают самозамораживанию в вакуумной камере (сублимационном аппарате) при непрерывно понижающемся давлении.
В период самозамораживания в вакууме вследствие интенсивного испарения влаги продукт охлаждается до температуры кристаллизации. Вакуум-замораживание неприемлемо при сублимационной сушке сырого мяса и рыбы в кусках, фруктовых соков, пюре, некоторых видов ягод и фруктов, так как приводит к значительным физико-химическим
и структурным изменениям свойств продукта. Предварительное замораживание сырья перед сублимационной сушкой необходимо проводить при отрицательной температуре, достаточной для того, чтобы превратить в лед основное количество содержащейся в продукте влаги. При этом к замороженным продуктам предъявляются следующие основные требования: максимальное количество влаги продукта должно быть превращено в лед; размер и расположение кристаллов льда должны способствовать интенсивному тепло- и массообмену при сублимационной сушке. При медленном замораживании продуктов животного и растительного происхождения в их межклеточном пространстве образуются крупные единичные кристаллы. Более крупные кристаллы образуются и в глубинных слоях образца. При этом происходят процессы значительного диффузного перемещения веществ по причине возникновения разности концентраций их в зоне образования кристаллов льда в периферийных областях продукта, т. е. наблюдается процесс криоконцентрации компонентов с более низкими температурами замерзания. В конечном итоге практически весь образовавшийся лед находится вне клеток, внутри клеток остается незамерзший раствор. Особенно ярко выражена тенденция образования кристаллов льда в межклеточном пространстве в животных тканях. Медленное замораживание приводит к разрушению их структуры. После размораживания такая ткань теряет упругость, наблюдается вытекание сока.
При быстром замораживании образуются мелкие кристаллы льда, равномерно распределенные по объему вещества, кристаллы формируются не только в межклеточном пространстве, но и внутри клеток, диффузное перемещение веществ незначительно. При быстром замораживании гистологическая структура тканей хорошо сохраняется. Имеются сведения, что при сверхбыстром замораживании мелких образцов мяса (погружением их в жидкий азот) 90% всех кристаллов льда формируются внутри клеток, размеры кристаллов очень малы — порядка сотен ангстрем, повреждения тканей минимальны. Однако необходимо иметь в виду, что при замораживании в жидком азоте методом погружения достаточно крупных кусковых пищевых продуктов в них почти всегда наблюдаются разрывы, трещины вследствие возникающих термических напряжений. Результаты влияния скорости замораживания на размеры и форму кристаллов льда. Эти данные получены С.Н.Осиповым методом оптической микроскопии при замораживании слоя яблочного сока в условиях одностороннего кондуктивного теплоотвода при температурах минус 10 и минус 30°С. В первом случае (а) между кристаллами льда видна незамерзшая влага, а сами кристаллы имеют в основном игольчатую форму. Имеет место также некоторое перераспределение концентраций замораживаемых компонентов по объему. Понижение температуры до минус 30°С сопровождается формированием кристаллов дендритной формы при более плотной их упаковке (б). Перераспределения компонентов практически нет.