Холодильная обработка пищевых продуктов

Обработка пищевых продуктов холодом является наиболее распространенным и наиболее эффективным методом обработки пищевых продуктов, позволяющим значительно увеличить длительность их хранения.

Порча пищевых продуктов животного и растительного происхождения вызывается главным образом действием микроорганизмов. Мясо, рыба, молоко и продукты из них содержат белки и углеводы, которые являются отличной питательной средой для микробов. Плоды и овощи содержат сахара, органические кислоты, азотистые вещества и т. п., которые также являются хорошей питательной средой для микробов.

Попадая на пищевые продукты, микроорганизмы начинают быстро размножаться и потребляют пищевые вещества. В процессе размножения и питания микробы разлагают ценные вещества растительного сырья с образованием спирта, кислот, а также ряда дурно пахнущих и ядовитых соединений, делая продукты непригодными для употребления в пищу.

В наименьшей степени продукты повреждаются при консервировании путем обработки холодом. При щадящих режимах обработки качественные изменения продуктов могут не определяться органолептически. Тем не менее, обычно при холодильной обработке происходит некоторое снижение качественных свойств продуктов.

При быстром понижении температуры в клетке происходит глубокое нарушение обмена веществ. Это объясняется нарушением динамического равновесия биохимических процессов, что объясняется различной степенью снижения ферментативной активности различных ферментов при понижении температуры. При этом в клетках происходит накопление промежуточных, частично токсических для клетки метаболитов.

При быстром охлаждении такая дискоординация происходит быстро и часто приводит к гибели клетки. Подобное явление получило название температурного шока. При постепенном снижении температуры возможна адаптация клетки к нарушениям обмена веществ.

При быстром охлаждении возможно быстрое увеличение вязкости протоплазмы, образование геля, последующий синерезис, который приводит к спонтанному отделению жидкой фазы и структурным изменениям в клетках.

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 клеточных 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.