Повреждающее действие низких температур

Явление температурного шока имеет значение прежде всего для живых растений и микроорганизмов. Его неблагоприятное действие особенно сильно проявляется при быстром охлаждении теплолюбивых растений и молодых культур микроорганизмов. Основное средство, позволяющее избежать температурного шока, — уменьшение скорости снижения температуры.

При замораживании продуктов основное повреждающее действие на клетку оказывает процесс образования льда.

При обычно принятых в промышленности температурах замораживания кристаллы льда сначала образуются в межклеточной жидкости; в результате вымерзания воды в межлеточной жидкости увеличивается концентрация растворенных веществ, в незамерзшем растворе возникает градиент концентрации растворов в межклеточной и внутриклеточной жидкости, под действием которого вода из клеток диффундирует в межклеточное пространство, что приводит к обезвоживанию клеток.

Обезвоживание клетки и разрастание кристаллов льда в межклеточном пространстве вызывает уменьшение размеров клетки, ее сжатие, образование складок в оболочке и, в конечном счете, механическое повреждение протоплазмы.

Механическое повреждение протоплазмы возможно также из-за возникающего механического давления между кристаллами льда, образовавшимися вокруг клетки в межклеточном пространстве, и кристаллами льда в вакуоли клетки.

Еще более сильное повреждение клетки происходит вследствие денатурации и коагуляции молекул белка. Причинами этих белковых изменений является обезвоживание клетки и, как следствие этого, пространственное сближение белковых молекул, входящих в состав различных протоплазматических структур, и повышение концентрации электролитов в незамерзающей жидкости, что особенно сильно действует на липопротеиды, из которых в основном состоят мембранные системы клеток.

С повышением концентрации солевых растворов в клетке возрастает осмотическое давление; поэтому весь комплекс физико-химических изменений, развивающихся при замораживании, называют осмотическим шоком.

Проблема сохранения свежести скоропортящихся продуктов должна в основном сводиться к регулированию или устранению биохимических процессов, протекающих за счет ферментов продуктов, и важнейших разрушительных процессов, совершающихся за счет жизнедеятельности микроорганизмов.

Наиболее эффективно это достигается путем соответствующей холодильной обработки.

Протекание ферментативных и микробиологических процессов может иметь место только в водной среде. Большое содержание воды в пищевых продуктах является одним из условий протекания в них ферментативных и микробиологических процессов. Если подвергнуть продукт действию достаточно низкой температуры, при которой замерзает содержащаяся в нем вода, то ферментативные и микробиологические процессы прекращаются.

Следует обратить внимание, что практически не вся вода замерзает. Этому препятствуют содержащиеся в продукте минеральные соли, концентрация которых в тканевом соке по мере вымерзания воды повышается. Не замерзает также часть воды, связанная прочными связями с составными частями продукта.