Шоковая заморозка

Первостепенной потребностью производителей скоропортящихся продуктов питания является возможность длительного хранения продукции без потери её потребительских свойств. На текущий момент максимально полно этому запросу соответствует шоковая заморозка — особая процедура замораживания, позволяющая впоследствии, при разморозке продуктов, сохранить их структуру, вкус, цвет и запах.

Что представляет собой шоковая заморозка, какими она обладает преимуществами в сравнении с «классическим» хранением продукции в морозильной камере, и какое оборудование позволяет осуществить шоковое замораживание — подробному разбору каждого из этих вопросов посвящается представленная публикация, подготовленная специалистами компании «Ice Ventura». 

Что такое шоковая заморозка

Шоковая заморозка — это технология замораживания, позволяющая минимизировать величину кристаллов льда, образуемых при замерзании внутриклеточной и внеклеточной жидкостей в животных и растительных биологических тканях.

Чтобы объяснить особенности этого механизма, сначала нужно рассказать, какие процессы происходят внутри тканей при обычном замораживании.

Замораживание продуктов стандартным методом

При «классическом» замораживании продукты помещаются в условия постоянной низкой температуры в среднем от -4⁰ C до -20⁰ C. Под действием холода внутри тканей замедляются метаболические процессы отмирания и распада, что и позволяет осуществлять хранение продуктов.

Вместе с этим, превращение внутриклеточной и внеклеточной жидкостей в кристаллы льда вызывает ряд других физико-химических изменений, ухудшающих качество продукта:

1. Кристаллы льда достигают среднего размера в 160-180 мкм, в то время как диаметр обычной клетки мышечного волокна или волокна плодоовощной культуры составляет максимум 100 мкм. В ходе своего формирования кристаллы льда разрывают клеточную ткань, чем значительно ускоряют её последующее отмирание.

2. При длительном хранении продукта первично образовавшиеся кристаллы льда начинают постепенно испаряться, вследствие чего внутри тканей образуются пустоты. В эти пустоты проникает кислород и провоцирует тканевое дыхание — окисление жиров, аминокислот и углеводов с распадом их молекулярной структуры до воды (H₂O) и углекислого газа (CO₂). Результатом становится ускорение распада биологических тканей пищевого продукта и существенное ухудшение вкусовых качеств.

3. Одной из главных задач размораживания продуктов является максимальное усвоение клетками той жидкости, которая была превращена в лёд. Проблема заключается в том, что после замораживания клетки организма могут усвоить только часть первоначальной жидкости, а потому значительная доля внутриклеточных и внеклеточных жидкостей приобретают статус «свободных», испаряясь или вытекая наружу — что тоже негативно влияет на вкусовые качества  продукта.

Замораживание шоковым методом

Технология шоковой заморозки предусматривает образование значительного большего количества кристаллов льда, чем при обычном замораживании, и остановку процесса кристаллизации на первоначальном этапе. 

То есть, если объяснять, что такое шоковая заморозка простыми словами, технологию можно описать следующим образом: вначале формируется очень много кристаллов, чтобы тканевые жидкости оказались в эдаком «ледяном коконе», после чего процесс резко замедляется и кристаллы дальше не растут.

Методика шоковой заморозки помогает решить все три вышеперечисленные проблемы:

• кристаллы льда не достигают больших размеров, а потому не расщепляют клеточную ткань;

• процесс испарения кристаллов не наступает в полной мере, что позволяет избежать кислородного окисления питательных веществ;

• тканевая жидкость не вымораживается полностью, а потому та её часть, которая была кристаллизованна, легко поглощается клетками обратно в ходе размораживания продукта.

Принцип технологии шоковой заморозки

Определение «шоковая» нередко вводит в заблуждение, поскольку понимается как «моментальная». В действительности же процесс шоковой заморозки занимает в среднем около 4-х часов.

Технология построена на быстром замораживании продукта до -18⁰ C потоком холодного воздуха температурой до -40⁰ C. Процедура выполняется в три этапа:

• Этап №1: охлаждение. Первичное охлаждение продукта до отметки 0⁰ C. Длительность этапа зависит от первоначальной температуры продукта.

• Этап №2: подмораживание. Перевод жидких сред в кристаллическую форму посредством снижения температуры с 0⁰ C до -5⁰ C.

• Этап №3: домораживание. Интенсивное снижение температуры до -18⁰ C с целью остановки процесса кристаллизации тканевых жидкостей.

Особо следует подчеркнуть, что главная особенность шоковой заморозки — это строгая последовательность смены температурных режимов в заданных временных рамках. Именно это позволяет эффективно контролировать процесс образования кристаллов льда и защищать органические ткани и волокна от холодовой деструкции.

Преимущества

К числу преимуществ шоковой заморозки традиционно относят следующие достоинства данной технологии:

1. Увеличение сроков хранения. Продукция, подвергнутая шоковой заморозке, может храниться 90 суток без потери вкуса, снижения массы и изменения цвета. Это ключевой момент, который не следует путать с общей продолжительностью хранения, составляющей в среднем 12-18 месяцев.

2. Снижение потери веса. В ходе размораживания продукта, замороженного «классическим» методом, продукция может потерять около 7-10% веса за счёт испарения свободной тканевой жидкости, о чём говорилось выше. При шоковой заморозке такие потери не превышают 0,8-1%.

3. Сохранность вкусовых качеств. Отсутствие потерь тканевой жидкости обеспечивает полную сохранность первоначального вкуса пищевой продукции — без той характерной «водянистости», на которую нередко жалуются потребители продуктов, замороженных обычным методом.

4. Сохранность пищевой ценности. Поскольку молекулярная масса липидов, углеводов и аминокислот не подвергалась кислородному окислению, продукт полностью сохраняет свою пищевую ценность, включая витаминно-минеральный состав.

5. Скорость замораживания. Предельный срок завершения цикла шоковой заморозки составляет 4 часа, в то время как для охлаждения продуктов до температуры -18⁰ C обычным способом может потребоваться не менее 8 часов.

6. Бактериальная чистота. Все патогенные бактерии приостанавливают свою деятельность в течение первых двух часов шоковой заморозки, а при стандартном замораживании они могут оставаться активными в течение 10-12 часов.

7. Экономия рабочего пространства. Оборудование для шоковой заморозки (шокеры) занимает в среднем на 50-100% меньше квадратных метров площади, чем обычные холодильные агрегаты — при равноценной товарной вместительности.

Ещё одно преимущество, о котором нужно сказать отдельно — в камеры-шокеры можно ставить даже горячую продукцию температурой до +90⁰ C. Обычные морозильные камеры требуют предварительного охлаждения продуктов как минимум до +30⁰ C.

Какие продукты можно замораживать

Шоковая заморозка позволяет отправлять на хранение следующие виды пищевой продукции:

• Мясо и рыбу всех видов, включая субпродукты.

• Готовая мясная и рыбная продукция — за исключением консервов.

• Морепродукты: креветки, раки, икра и прочее.

• Молочная продукция: сыр, творог, брынза, сливки, сливочное масло.

• Овощи, фрукты, ягоды и грибы в сыром и приготовленном виде, исключая консервированные формы.

• Полуфабрикаты: вареники, пельмени, котлеты, картофель фри, суповые смеси и прочее.

• Готовые блюда, допускающие повторный разогрев: крем-супы, гарниры, печёные слойки и др.

Используемое оборудование

Для осуществления шокового замораживания продуктов используются следующие виды охлаждающих установок (шокеров):

1. Шкафы. Благодаря компактным размерам используется в сфере общественного питания и торговли для хранения ограниченного количества продукции, предназначенной для розничного сбыта. Шкаф шоковой заморозки может использоваться даже в частном домохозяйстве в качестве альтернативы обычной морозильной камере.

2. Морозильники. Предназначены для крупных пищевых производств, выпускающих до 5-7 тонн продукции в сутки. Существует два вида морозильных установок: туннельные и спиральные. Туннельные шокеры используются для хранения крупных партий продовольствия при планах его реализации в течение 7-14 дней. Спиральные шокеры в основном применяются для организации непрерывного цикла заморозки, в том числе без участия персонала.

3. Морозильные камеры. Мобильное оборудование контейнерного типа для замораживания продукции суммарным весом до 5 тонн. Используется для междугородней и международной перевозки продуктов питания любым видом грузового транспорта: автомобильным, железнодорожным, морским, авиационным.

Ответы на наиболее часто задаваемые вопросы

А разве моментальная заморозка не лучше шоковой?

Нет, не лучше. Во-первых, моментальное замораживание тоже приводит к интенсивной кристаллизации тканевых жидкостей — чего как раз необходимо избегать. А во-вторых, такая технология требует значительных энергозатрат и дорогостоящего оборудования, что снижает рентабельность производства.

Можно ли повторить этапы шоковой заморозки на обычном холодильном оборудовании с функцией регуляции температур?

Повторить этапы можно, но достичь идентичного результата всё равно не получится, поскольку обычные холодильные установки не обладают требуемой скоростью замораживания.

Можно ли повторно замораживать продукты, замороженные шоковым методом?

Повторная заморозка всегда нежелательна, поскольку это ведёт к увеличению количества свободной жидкости и, соответственно, более интенсивному расщеплению тканей/волокон в ходе её вторичной кристаллизации. Кроме того, за время оттаивания продукта активизируются процессы естественного распада тканей — в том числе вызванных деятельностью патогенных бактерий.

Однако, если говорить в целом, вторичная шоковая заморозка сопряжена с гораздо меньшим ущербом для потребительских свойств продуктов питания, чем при вторичной заморозке обычным способом.