Физические основы льдообразования (часть 1)

При температуре ниже криоскопической точки тканевой жидкости мяса развивается процесс фазового превращения воды в кристаллический лед. В связи с тем, что мясной сок является раствором солей, он имеет температуру начала замерзания или криоскопическую точку в диапазоне от -0,6 до 1,2 °C (кровь от -0,55 до -0,56 °С). Для начала процесса необходимо не только получение температуры ниже криоскопической, т.е. достижение стадии переохлаждения, но и появление центров кристаллизации — зародышей кристаллов. Такими зародышами могут быть твердые и коллоидные частицы, коагулят белков и т.д. Центры кристаллизации возникают, прежде всего, в межклеточных пространствах, так как там концентрация тканевого сока меньше, чем внутри волокна.
Характер льдообразования в тканях мяса при непрерывном отводе теплоты определяется двумя факторами: скоростью роста числа центров кристаллизации и скоростью роста самих кристаллов.
Максимальная скорость роста размеров кристалла приходится на температурный интервал -1/-5 °С. Скорость образования зародышей кристаллов имеет максимум в более глубокой зоне охлаждения. Следовательно, при медленном охлаждении за счет высокой скорости роста кристаллов они образуются крупными (до 1000 мкм).
Образование кристаллов повышает концентрацию межклеточной жидкости и ее осмотическое давление. Возникает диффузионный перенос воды из клетки в межклеточное пространство (криоосмос). При относительно небольшой скорости теплоотвода происходит рост кристаллов только в межклеточном пространстве. В клетках кристаллы не образуются, но они обезвоживаются.
Образование крупных кристаллов льда в практике замораживания мяса — явление нежелательное. Большая часть воды после таяния кристаллов теряет связь с белками и выделяется из мяса в виде сока. С ним теряются вкусовые и питательные вещества, ухудшается качество мяса и его функциональные свойства.
При средних и высоких скоростях охлаждения отмечают сочетание быстрого роста числа центров кристаллизации и высокой скорости увеличения их размеров. Кристаллы льда образуются небольших размеров (5—20 мкм).