Процессы, протекающие в растительных тканях при замораживании

Основными факторами, определяющими степень обратимости замораживания, являются характер кристаллообразования и локализация льда в растительных тканях.

В процессе замораживания свежей плодоовощной продукции происходят необратимые изменения в клеточных и тканевых структурах. Необратимые биохимические процессы и механические повреждения при замораживании приводят к проявлению необратимых изменений в продукте при размораживании, т. е. происходит неполная обратимость пищевых продуктов.

При замораживании продукции уменьшается ее удельный вес в результате увеличения объема льда по сравнению с водой, усиливается яркость окраски в результате изменения оптических характеристик при кристаллизации льда, изменяются теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность замороженных продуктов.

Обратимость замораживания зависит от природы и глубины изменений структурно-механических характеристик, степени нарушения целостности клеток, глубины изменений коллоидной структуры протоплазмы за счет гиперконцентрации солей и изменения характера биохимических процессов при превращении воды в лед в пищевых продуктах.

При замораживании продукция испытывает "температурный шок" в результате увеличения вязкости протоплазмы, изменения активности ферментов, что приводит к нарушению согласованности протекания процессов обмена веществ. В клетках могут накапливаться продукты неполного окисления, которые вызывают физиологические расстройства в растительных объектах.

Льдообразование в клетке приводит к частичному обезвоживанию коллоидной системы, повышению концентрации растворенных органических веществ и минеральных солей. Повышение концентрации электролитов и изменение рН среды в процессе кристаллообразования вызывают коагуляцию биоколлоидов, в том числе белков. Изменяется пространственная конфигурация белковых молекул, происходит целый ряд межмолекулярных взаимодействий. При переходе в лед части связанной воды нарушается структура малоустойчивых биоколлоидов, они становятся не способными к. полному восстановлению, и процесс замораживания становится необратимым. Результатом таких изменений является снижение влагоудерживающей способности растительных тканей. Однако необходимо отметить, что денатурационные явления при воздействии на клетку низких температур проявляются намного меньше, чем при обработке продукции высокими температурами.

Способность к восстановлению растительных тканей при оттаивании резко снижается из-за денатурации белков при обезвоживании клетки за счет образования новых дисульфидных связей, которые не способны к адекватной обратной трансформации при размораживании, и белки изменяют свои свойства.

В результате льдообразования в клетках происходят необратимые структурные изменения, вызванные механическим травмированием тканей продукта кристаллами льда. Поэтому у растительной продукции с тонкими клеточными оболочками наблюдаются более серьезные повреждения тканей при замораживании. Клетки листовой ткани окружены оболочками, состоящими из одного слоя клеток, поэтому эта ткань подвергается более сильному разрушительному воздействию при отрицательных температурах.

На характер изменений, протекающих в растительных тканях в процессе замораживания, влияет химический состав плодов и овощей. Например, пектин обладает высокими гидрофильными свойствами: он связывает большое количество воды и способствует образованию гелеобразной структуры, что положительно сказывается на обратимости процесса замораживания. В недозрелых плодах содержится больше свободной воды и происходит в основном внутриклеточная кристаллизация, приводящая к гибели плодов.