Šokové zmrazení

Šokové zmrazení existuje asi 100 let a od konvenčního zmrazení se liší rychlostí. Dříve se mylně věřilo, že čím rychlejší zmrazení, tím lepší kvalita, protože ledové krystalky jsou menší než u konvenčního zmrazení. Moderní výzkumy ukázaly, že zvýšení rychlosti mrazení nevede ke zlepšení kvality a že existuje optimální rychlost mrazení, která je pro každý produkt specifická.

Standardní rychlost zmrazování v EU je definována jako pokles teploty ve středu produktu z +5° na -18° Celsia za 4 hodiny. Tato rychlost zmrazování má za cíl snížit kontaminaci mražených produktů.

V disertační práci Wengera K. P. „Vědecké základy pro vytvoření techniky pro rychlé zmrazování potravin“ [1] na straně 22 abstraktu se ukazuje, že integrální index kvality je maximální, nikoli při maximální rychlosti. Místo toho existuje rychlost, při které je kvalita na maximu, a odchylky od této rychlosti, nahoru nebo dolů, mají za následek snížení kvality produktu.

Stejné údaje jsou potvrzeny v disertační práci Dang Van Lai [2]

Pokud je překročena optimální rychlost zmrazování, pak se „ve svíčkové z tuňáka objeví hluboké slzy“.

Šokové zmrazování špehovali severní indiáni, kteří rybu po ulovení hned nezmrazili, ale po ulovení ji drželi v ledových kalužích a zmrazili ji, až když se zvedl silný vítr a byla nízká teplota. Tím byla kvalita ryb mnohem vyšší než obvykle.

Tato logika ale neplatí pro jiné druhy potravin. Indové fyzicky nedokázali vytvořit takové rychlosti proudění vzduchu, jaké vytvářejí moderní šokové mrazáky. A Indiáni měli jeden produkt – rybu. Použití maximální technicky dostupné rychlosti i na ryby vede k prudkému zhoršení kvality. [2] - Hluboké slzy.

Nalezení optimální rychlosti zmrazování různých produktů při šokovém zmrazování vyžaduje výzkum a takový výzkum v současnosti provádí jeden z obyvatel nadace Skolkovo.

Existuje několik hlavních důvodů, které poskytují výhody šokového zmrazení oproti pomalému zmrazení.

  1. Šokové zmrazování vede ke vzniku většího počtu krystalových jader než pomalé zmrazování a v důsledku toho ke snížení množství vody dostupné pro růst krystalových jader. Vzhled velmi velkých monokrystalů [3] je způsoben konkurenčním růstem jader, protože rychlost růstu krystalu je úměrná jeho povrchu. Čím více jader, tím menší šance na růst monokrystalů. V důsledku mobility protonů v krystalové mřížce však časem dochází k rekrystalizaci .
  2. Zpomalení chemických reakcí, jako je autolýza a fermentace. V souladu s "Van't Hoffovým pravidlem " se rychlost chemických reakcí s klesající teplotou zpomaluje. Čím rychlejší je chlazení, tím pomalejší je zničení produktu.
  3. Oxidace tuků . studená sublimace. [4] Zmrazený led ve formě ledových jehlic má rozměry dosahující až 180 mikronů i více, což je několikanásobně větší než velikost buněk a průměry svalových vláken. Krystaly prorážejí buněčné membrány a během skladování postupně dochází k procesu rekrystalizace . Všechny přilehlé ledové krystaly se spojí do porézního krystalu, který zabírá celý objem produktu. Poté začíná proces sublimace . Odpařená voda otevírá kanály pro pronikání kyslíku dovnitř. Dochází k oxidaci tuků a jejich žluknutí. Glazování se používá k zamezení sublimace v potravinářském průmyslu. Šokové zmrazování má tu výhodu, že sublimace začíná od 3-4 měsíců skladování zmrazeného produktu, zatímco u klasického zmrazování začíná sublimace okamžitě. Důvodem tohoto zpoždění je, že rekrystalizace menších krystalů vzniklých šokovým zmrazením začíná později, což oddaluje nástup aktivní sublimace.
  4. Při rychlém zmrazování dochází ve výrobku k deformačním změnám [2] , protože hustota ledu a vody je různá. Například v nábytkářském průmyslu , aby bylo možné ohnout nohu židle, je nutné provést pomalou deformaci, jinak se noha zlomí. Stejně tak zpomalení deformace zlepšuje kvalitu mraženého produktu. Na rozdíl od všeobecného mínění, že čím rychlejší zmrazení, tím lepší kvalita, ve skutečnosti tomu tak není. Jak ukazuje Wenger, zvýšení rychlosti zmrazování nutně vede ke zhoršení kvality produktu.

Šokové zmrazení je široce používáno v potravinářském průmyslu pro dlouhodobé skladování masa, ryb, zeleniny, bobulovin a hotových jídel.

Freezing IQF (Individual Quick Freezing, Individual Quick Freezing) je modifikace šokového zmrazení, při které je každý produkt zmražen samostatně. Dříve praktikované zmrazení produktů ve formě bloků. Blokové zmrazení, na rozdíl od IQF, deformuje výrobky.

Dosud nejsou známy důvody pro určité zlepšení kvality při rychlém zmrazení, stejně jako důvody pro zmenšení velikosti krystalů při rychlém zmrazení.

V 21. století se objevily další typy mrazicích technologií. Jednou z nich je japonská technologie CAS a její analogy. Jedná se o rychlé zmrazení v magnetickém poli, které funguje při teplotách mrazu a skladování pod -40C. Díky použití takto nízkých teplot se zvyšuje trvanlivost výrobků. Takové zařízení však není široce používáno kvůli jeho extrémně vysoké ceně, a proto se používá pouze pro velmi drahé produkty, jako jsou filety z tuňáka.

Magnetické zmrazování PROTON je blízkou obdobou technologie CAS. Stejně tak nemá ovládání vln a pracuje při extrémně nízkých mrazicích a skladovacích teplotách (pod -40C).

V posledních letech je věnována pozornost zmrazování pomocí ultrazvukových vln. [3]

Poznámky

  1. ↑ Clara Petrovna Wenger. Vědecký základ pro vytvoření technik rychlého zmrazení potravin . — 1992.
  2. ↑ 1 2 3 Vývoj vysoce účinného nízkoteplotního systému pro rychlé zmrazení rybích produktů . www.dslib.net. Datum přístupu: 12. února 2020.
  3. ↑ 1 2 Hossein Kiani, Liyun Zheng, Da-Wen Sun. Kapitola 27 – Ultrazvuková pomoc při zmrazování potravin  //  Nové technologie pro zpracování potravin (druhé vydání) / Da-Wen Sun. - San Diego: Academic Press, 01.01.2014. - str. 495-513 . — ISBN 978-0-12-411479-1 .
  4. ↑ Singulární sublimace ledových a sněhových  krystalů . mafiadoc.com. Datum přístupu: 12. února 2020.