Изменения, происходящие в продуктах в процессе размораживания

Размораживание протекает более медленно по сравнению с замораживанием при одной и то же разнице температур, что связано с тем, что условия теплопередачи различны для льда и воды. Для обеспечения фазового перехода льда в воду необходим приток очень большого количества теплоты. В то же время теплопроводность льда в 4 раза больше теплопроводности воды. При замораживании сначала замерзают поверхностные слои, их теплопроводность увеличивается, повышается теплообмен, что и ускоряет процесс замораживания. При размораживании, напротив, в первую очередь размораживаются поверхностные слои, что приводит к резкому снижению теплопроводности и теплообмена и соответственно уменьшению скорости самого процесса. Так, если время замораживания продукта составляет 28 мин, то размораживания — около 52 мин. Замедление процесса в основном приходится на самый критический диапазон температур (в районе точки плавления льда). При размораживании (особенно крупных объектов) это связано с перекристаллизацией, что может вызвать дополнительное повреждение тканей.

На качество размороженного продукта существенно влияют скорость и конечная температура замораживания: качество продуктов, быстро замороженных при низких температурах (-30°С и ниже), сохраняется лучше, чем продуктов при медленном замораживании, Для сохранения высокого качества быстрозамороженный пищевой продукт необходимо так же быстро разморозить.

Воздействие процессов замораживания и размораживания на качество продуктов в размороженном состоянии исследователи объясняют с позиций теории кристаллизации воды. Скорость замораживания является решающим фактором, влияющим на количество, размеры и равномерность распределения кристаллов льда в тканях. От размеров кристаллов зависит степень сохранения целостности естественной структуры тканей.

Если кристаллы льда невелики и их размещение примерно соответствует естественному распределению жидкости в мышечной ткани, то коллоидные системы продуктов не претерпевают значительных изменений и полнее восстанавливаются после размораживания.

Степень разрушения структурных элементов тканей зависит также от глубины автолитических процессов в момент замораживания. Кроме того, в процессе хранения происходят увеличение кристаллов льда, дальнейшее углубление автолитических процессов, явление «старения» белковых коллоидных систем и мембран клеток.

Изменения коллоидной структуры тканей, вызываемое перераспределением воды и увеличением концентрации жидкой фазы при замораживании, отражаются на величине влагосвязывающей способности после их размораживания. Они тем больше, чем выше скорость и ниже температура замораживания.

Основными причинами, вызывающими образование и обильное вытекание клеточного сока при замораживании-размораживании, являются: денатурация белков в результате отделения воды от белковой субстанции; рост концентрации минеральных веществ в растворах, содержащихся внутри и вне волокон; механическое воздействие кристаллов льда из стенки мышечных волокон и на соединительнотканные межволоконные прослойки и т.д.

Степень воздействия указанных факторов определяется скоростью кристаллообразования и глубиной фазового превращения воды. Максимальное количество воды переходит в лед при замораживании продуктов. В связи с этим, интенсивность теплообмена при прохождении температурной зоны от −1 до −5°С при замораживании и от −5 до −1°С при размораживании имеет большое значение для получения размороженного продукта высокого качества.

Чем быстрее пройден этот температурный интервал при замораживании и размораживании, тем меньше вытечет мясного сока из размороженного мяса при его разделке, тем лучше будет его качество.

Изменения, происходящие в пищевом продукте на всех этапах холодильной обработки (охлаждение, замораживание и хранение), становятся заметными только в размороженном виде и проявляются в вытекании клеточного сока. Количество и состав вытекшего сока определяют характер изменений, происшедших в продукте при его холодильной обработке. Естественно, что характер и глубина этих изменений зависят как от условий холодильной обработки, так и от способа и скорости размораживания.

Для того чтобы восстановилось содержание влаги в ткани, влага должна сначала пройти фазовое превращение (лед — вода), а затем проникнуть и восстановиться в тех белковых субстанциях и коллоидных системах, из которых она диффундировала в межклеточное и межволоконное пространство при замораживании и хранении с помощью диффузионно-осмотических сил. Способность белковых субстанций и коллоидных систем поглощать и связывать эту влагу определяется их биологической активностью, которая зависит от режимов холодильной обработки продуктов, включая и размораживание.

В начальный период медленного размораживания мышечная ткань оказывается под воздействием концентрированных солевых растворов, что вызывает частичную денатурацию белков и разрушение коллоидных систем. Последние способствуют, в свою очередь, образованию и вытеканию сока после размораживания и во время последующей обработки. Кроме того, при медленном размораживании быстрозамороженных продуктов сначала происходит укрупнение кристаллов льда, которое сопровождается повреждением структуры ткани и способствует вытеканию сока из продуктов.

При быстром размораживании действие концентрированных растворов менее выражено, чем при медленном, поэтому наблюдается лишь незначительное выделение сока. Отсюда следует, что сочетание медленного размораживания с медленным замораживанием в значительной степени снижает качество продукта.

Интенсификация процесса путем повышения разницы температур за счет применения более теплой среды может привести к возникновению местных перегревов поверхности, что отрицательно сказывается на качестве продукта. При повышении температуры может также произойти микробиальная порча поверхностных слоев продукта до размораживания внутренних слоев.

Окончание процесса размораживания определяют по криоскопической температуре в тепловом центре продукта. Конечная же температура размороженного продукта зависит от его целевого назначения (употребление, кулинарная обработка, на производство других продуктов и др.).