Шоковая заморозка

Как привезти тигровые креветки из Вьетнама в солнечный Бобруйск так, чтобы морской деликатес не превратился в биологическое оружие, а оставался таким же свежим, как и при жизни? Ответ очевиден — его нужно заморозить. Но вариант «положить в морозилку, а потом достать и перевезти» подходит не особо - при обычном воздействии холода креветка потеряет все свои полезные и вкусовые качества. А вот как сделать, чтобы этого не произошло, более полувека назад задались журналисты издания «Нойе Цюрих цайтунг». В своей статье «Помощник — холод» они рассказали о различных методах эффективной заморозки продуктов. Перевод публикации подписчики «За рубежом» прочитали в № 11 (612), 10-16 марта, 1972 г.

С конца 60-х для заморозки продуктов широко использовался жидкий углерод — система, при которой продукты обрабатывались фреоном-12. Это вещество было выбрано неслучайно: он был стабилен и не токсичен, не вступал в химические реакции, а ко всему прочему отличался еще и очень низкой ценой, что для капиталистического мира являлось чуть ли самым главным аргументом. До этого фреон активно использовали в аэрозолях; обрабатывать им продукты начали только в 1968 после серии испытаний на животных. Но не фреоном единым — инноваторы всегда находились в поиске новых способов «законсервировать» продукты холодом. Например, с помощью... соли и сахара.



Другой новый метод предусматривает замораживание продуктов с помощью порошкообразной массы, которая переходит в так называемое псевдожидкое состояние благодаря поднимающемуся воздушному потоку и охлаждается в змеевике. Вследствие этого получается однородное температурное поле и очень высокие коэффициенты теплопередачи. Масса может состоять из сахарной пудры, соли и так далее. Но чаще всего применяется «ледяной порошок», изготавливаемый по специальному методу.

Но если мясо и рыба могли пережить заморозку, не потеряв в пользе и вкусе, то вот растениям «пытки холодом» наносили куда больший ущерб — ткани фруктов и овощей повреждались, от чего терялись витамины и микроэлементы. Ученые пытались решить и эту проблему, замедляя скорость заморозки.

Еще не так давно ученые проводили опыты, преследовавшие цель предотвратить гибель этих тканей путем увеличения времени замораживания. Они исходили из того, что осенью у многих растений, произрастающих в зоне умеренной температуры, изменяется процесс обмена веществ, что помогает им успешно выдерживать заморозки. Решающим фактором при этом является длительность замораживания. При медленном процессе вода вначале вытягивается из клеток, затем замораживается в межклеточном пространстве тканей и поэтому не вызывает их повреждения, которое обычно происходит при внутриклеточном замораживании. Этот метод попытались применить для замораживания фруктов и овощей, в частности дынь и свеклы. И хотя полностью предотвратить повреждение тканей не удалось, тем не менее оно стало значительно меньше.

Сегодня способ замораживания фреоном-12 уже не применяется. Выяснилось, что безопасный газ не так уж и безопасен. Во-первых, как обнаружили в ходе более поздних исследований, он оказывал общетоксическое влияние на человека. А во-вторых, непоправимо вредил планете Земля. Фреон-12 любили за его невероятную стабильность, это же стало и проклятием - молекулы синтетического хладагента накапливались в атмосфере Земли, не распадаясь там десятки и даже сотни лет. При этом газ R-12 снижал концентрацию озона, что привело к появлению печально известных «озоновых дыр». В первую очередь из-за этого его производство и использование попало под запрет в 1987 году (тогда был подписан Монреальский протокол).

Запрет самого распространенного метод заморозки заставил активнее искать способы сохранить продукты свежими. Так появилась «шоковая заморозка». Причем этот метод смог решить задачу, над которой годами бились исследователи, — замораживать капризные овощи и фрукты, сохраняя при этом их вкус, аромат, форму, цвет, структуру, весь комплекс витаминов и минеральных веществ.

И, в отличие от методов прошлого, экспериментировали инноваторы не со скоростью замораживания, а с температурой. Процесс «шоковой заморозки» занимает около четырёх часов и состоит из трёх этапов. На первом - до 0 °С снижается температура внутри продуктов, затем температуру устанавливают в диапазоне от 0 °С до - 5 °С до момента формирования микрокристаллов льда. И на третьем этапе продукт домораживают уже при -5 °С ... -18 °С.

Впрочем, несмотря на то что наконец-то нашелся приемлемый способ сохранения продуктов, научно-техническая мысль в этой области не остановилась. В Японии придумали метод магнитно-резонансной заморозки. Система CAS (Cells Alive System) улучшает процесс переохлаждения продукта, воздействуя на него слабым магнитным полем перед замораживанием. А пульсирующий воздух минимизирует образование крупных ледяных кристаллов.

Не забывают и о концепции дегидрозамерзания, которую в 60-х ученые пытались применять, чтобы сохранить пользу и вкус овощей. При использовании этого метода продукты обезвоживаются до желаемой влажности, а затем замораживаются. В большинстве исследований перед замораживанием из фруктов и овощей удаляли воду. Для этого использовали осмотическое обезвоживание в растворах сахара — для фруктов, и хлорида натрия — для овощей. Или просто применяли воздушную сушку.

Но наибольший научный интерес сегодня вызывает, пожалуй, замораживание под высоким давлением. Когда вода замерзает, её объём увеличивается, что обычно и приводит к повреждению тканей в продуктах. Но если при замораживании использовать высокое давление, то это приводит к образованию особого льда с большей плотностью, чем у воды. Такой лёд не расширяется в объёме и остаётся в «стекловидном» некристаллическом состоянии, соответственно, и ткани тех же овощей и фруктов остаются неповрежденными.

Не так давно для ускорения заморозки начали применять ультразвук — пока в порядке эксперимента. В ходе исследований в основном использовался «мощный ультразвук» с низкой частотой (от 18 до 20 кГц до 100 кГц) и высокой интенсивностью (обычно более 1 Вт/см2). Такое воздействие создавало кавитационные пузырьки по всему продукту. Это способствовало более равномерному образованию льда, к тому же крупные кристаллы разбивались на более мелкие.  Ультразвуковые устройства даже пытались встраивать в морозильные камеры. Однако широкого коммерческого распространения и признания эта технология пока не получила.

---

Мария Седнева
Иллюстрация: использованы изображения из архива и Debby Hudson