Шоковая заморозка

Шоковая заморозка отличается от обычной заморозки скоростью, которая в ЕС определяется как снижение температуры в центре продукта с +5° до −18° по Цельсию за 4 часа. Считается, что быстрая заморозка увеличивает количество зародышей кристаллов и таким образом влага, находящаяся внутри продуктов, распределяется на тем большее количество кристаллов, чем быстрее происходит заморозка.

Однако в диссертации Венгер К. П. «Научные основы создания техники быстрого замораживания пищевых продуктов»[1] показано, что интегральный показатель качества не находится в зоне максимальной скорости, а существует скорость, при которой качество максимально и отклонения от этой скорости, в том числе в сторону дальнейшего ускорения, приводит к снижению качества продукта. Эти же данные подтверждаются в диссертации Данг Ван Лай[2]

Существуют несколько основных причин, которые дают шоковой заморозке преимущества перед медленной .

1. Шоковая заморозка приводит к образованию большего числа зародышей кристаллов, чем медленная заморозка и как следствие сокращению количества доступной для роста зародышей кристаллов воды. Появление очень крупных единичных кристаллов[3], вызвано конкурентным ростом зародышей, так как скорость роста кристалла пропорциональна площади его поверхности. Чем больше зародышей, тем меньше шансов у единичных кристаллов вырасти. Однако ввиду подвижности протонов в кристаллической решетке со временем происходит рекристаллизация.
2. Замедление химических реакций, таких как автолиз и ферментация. В соответствии с "Правило Вант-Гоффа" скорость химичеких реакций замедляется при снижении температуры. Чем быстрее охлаждение, тем медленнее происходит разрушение продукции.
3. Окисление жиров. Холодная сублимация.[4]Замерзший лед в виде ледяных игл имеет размеры доходящие до 180 и более микрон, что в несколько раз превышает размеры клеток диаметры мышечных волокон. Кристаллы протыкают клеточные мембраны и постепенно при хранении происходит процесс рекристаллизации. Все соприкасающиеся кристаллы льда сращиваются в пористый кристалл, занимающий весь объем продукта. После чего начинается процесс сублимации. Испарившаяся вода открывает каналы для проникновения кислорода внутрь. Происходит окисление жиров и их прогоркание. Для предотвращения сублимации в пищевой промышленности применяется глазирование. Шоковая заморозка имеет преимущество в том, что сублимация начинается со 3-4 месяца хранения замороженного продукта, тогда как при обычной заморозке сублимация начинается немедленно. Причина такой задержки в том, что рекристаллизация более мелких кристаллов, созданных шоковой заморозкой, начинается позже, что оттягивает начало активной сублимации.
4. Деформационные изменения[2]наступают в продукте при быстром замораживании потому, что плотность льда и воды отличается. Например, в мебельном производстве чтобы согнуть ножку стула, требуется проводить медленную деформацию, иначе ножка сломается. Таким же образом замедление деформации улучшает качество замораживаемого продукта. Вопреки распространенному мнению, что чем быстрее заморозка тем лучше качество, в реальности это не так. Как показано в работе Венгер, повышение скорости замораживания обязательно приводит к ухудшению качества продукции.

Шоковая заморозка широко применяется в пищевой промышленности для длительного хранения мяса, рыбы, овощей, ягод, готовых блюд.

Заморозка IQF (Individual Quick Freezing, Индивидуальная Быстрая Заморозка) — является модификацией шоковой заморозки при которой каждый продукт замораживается отдельно.

До сегодняшнего дня причины некоторого улучшения качества при быстрой заморозке не известны, как и неизвестны причины сокращения размера кристаллов при быстрой заморозке.

В 21 веке появились и другие виды морозильных технологий. Одна из них это японская технология CAS и ее аналоги. Это быстрая заморозка в магнитном поле, которая работает при температурах заморозки и хранения ниже -40С

Магнитная заморозка PROTON является близким аналогом технологии CAS. Точно так же не имеет регулирования воздействия волн и работает при крайне низких температурах заморозки и хранения (ниже -40С).