Το θέμα της κατάψυξης έχει αναλυθεί αρκετά τον προηγούμενο καιρό. Το συγκεκριμένο άρθρο απέχει πολύ από το να θεωρηθεί επιστημονικό. Σκοπός του είναι να εξηγήσει με απλό τρόπο τις διεργασίες, να συνάγει χρήσιμα συμπεράσματα σε κάθε βήμα κι ο αναγνώστης να κατανοήσει πώς επιδρά η κατάψυξη στα τρόφιμα.
Σύντομο ιστορικό
Το πρώτο ηλεκτρικό ψυγείο κάνει την εμφάνισή του το 1914 και λειτουργεί με φρέον, ενώ η πρώτη κατάψυξη εμφανίζεται στις Η.Π.Α. τη δεκαετία του 1940. Στη συνέχεια, η διάδοση των καταψυκτών αλλά και των μεθόδων κατάψυξης εξελίσσεται ραγδαία. Το 1938 εμφανίζεται ο καταψύκτης πλακών. Το 1960 ακολουθεί ο καταψύκτης ρευστοποιημένης κλίνης και το 1961 η κρυογενής κατάψυξη. Το 1970 εμφανίζονται οι πρώτοι καταψύκτες στα σούπερ μάρκετ, ενώ το 1990 τα πρώτα κατεψυγμένα τρόφιμα για φούρνους μικροκυμάτων.
Αποτελέσματα
Η συντήρηση με κατάψυξη πλεονεκτεί στο να κρατάει το προϊόν κοντύτερα στη φυσική του κατάσταση, να διατηρεί τις θρεπτικές ουσίες, τη γεύση, το άρωμα και το χρώμα, πράγμα που επιτυγχάνεται με την αναστολή λειτουργίας και δράσης τόσο των μικροβίων, όσο και των ενζύμων που υπάρχουν μέσα στα τρόφιμα. Η ψύξη επιβραδύνει χημικές και βιολογικές διεργασίες και την επακόλουθη αλλοίωση της ποιότητας, αλλά κάθε τρόφιμο συμπεριφέρεται διαφορετικά στην κατάψυξη. Για παράδειγμα, τα φρούτα και τα λαχανικά συνεχίζουν να αναπνέουν και να παράγουν θερμότητα. Για κάθε 10°C ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων μειώνεται περίπου στο μισό. ΑΡΑ: τόσο τα μικρόβια, όσο και τα ένζυμα που υπάρχουν στα τρόφιμα, δεν καταστρέφονται, απλώς δρουν με πολύ αργούς ρυθμούς.
Τι καταψύχεται στα τρόφιμα;
Το νερό που περιέχουν τα τρόφιμα εκ φύσεως, που κρυσταλλώνει με την παρακάτω διαδικασία. Αρχικά, ορισμένα μόρια συναθροίζονται σε μια κατάλληλη διάταξη που χρησιμεύει ως περιοχή ανάπτυξης κρυστάλλων. Έπειτα, στον πυρήνα κρυστάλλωσης που έχει δημιουργηθεί, προστίθενται περισσότερα μόρια ώστε αυτός αναπτύσσεται περισσότερο. Αυτή η διαδικασία λέγεται πυρηνογένεση. Το ενδιαφέρον εδώ είναι ότι οι πυρήνες σχηματίζονται σε μια θερμοκρασία χαμηλότερη (υπέρψυξη) από εκείνη στην οποία ακολούθως θα δημιουργηθούν οι υπόλοιποι κρύσταλλοι.
O τρόπος σχηματισμού των πυρήνων κρυστάλλωσης εξαρτάται από το αν το σύστημα που επικρατεί στο προϊόν στη διάρκεια της κατάψυξής του είναι ομοιογενές ή ετερογενές. Ομοιογενές χαρακτηρίζεται ένα διάλυμα που περιέχει μόνο νερό κι είναι ελεύθερο από την παρουσία ξένων σωματιδίων όσο μικρά κι αν είναι αυτά. Τα διαλύματα που συναντάμε στα τρόφιμα είναι ετερογενή, περιέχουν δηλαδή εκτός απ’ το νερό κι άλλα συστατικά.
Σε ένα ετερογενές σύστημα, όπως τα τρόφιμα και γενικά τα βιολογικά συστήματα, ο πυρήνας κρυστάλλωσης σχηματίζεται στην επιφάνεια ενός ξένου σωματιδίου που βρίσκεται αιωρούμενο μέσα στο σύστημα ή στα τοιχώματα του περιέκτη. Αυτό δίνει τη δυνατότητα της προσθήκης στο ετερογενές σύστημα, όπως π.χ. στο παγωτό, ξένης ύλης από μορφή λεπτότατων σωματιδίων, όπως σκόνη ζελατίνης ή νεκρά κύτταρα βακτηρίων, το καθένα από τα οποία θα αποτελέσει τη βάση σχηματισμού ενός πυρήνα κρυστάλλωσης. Αν στο ετερογενές σύστημα δεν είναι δυνατή η προσθήκη ξένης ύλης, όπως π.χ. στα τρόφιμα με κυτταρική οργάνωση, τότε για τον σχηματισμό πυρήνων κρυστάλλωσης απαιτείται και πάλι υπέρψυξη του συστήματος, σε μικρότερο όμως βαθμό σε σχέση με το ομοιογενές σύστημα.
Θυμόμαστε ότι η αργή κατάψυξη δημιουργεί μεγάλους κρυστάλλους, ενώ η ταχεία κατάψυξη δημιουργεί μικρούς κρυστάλλους που είναι και επιθυμητοί στην κατάψυξη τροφίμων.
Ανάπτυξη σε μέγεθος
Η ανάπτυξη των κρυστάλλων σε μέγεθος αποτελεί τη δεύτερη φάση της κρυσταλλοποίησης και είναι η σημαντικότερη ίσως φάση σχετικά με την ποιότητα που θα έχουν τα προϊόντα που καταψύχονται όταν αποψυχθούν.
Στη βραδεία κατάψυξη οι μικροί κρύσταλλοι πάγου που έχουν σχηματιστεί μέσα στα τρόφιμα έχουν όλο το διαθέσιμο χρόνο για κίνηση προς τους πυρήνες που έχουν ήδη σχηματιστεί μέσα στο τρόφιμο και κατά τη διάρκεια αυτής της κίνησης οι κρύσταλλοι πιέζουν και σπάζουν είτε τα κύτταρα ενός φρούτου ή ενός κρέατος, ή ακόμη και τη δομή που έχει σχηματίσει το άμυλο, οι πρωτεΐνες κλπ. Αυτό συνεπάγεται καταστροφή του τροφίμου που θα γίνει αντιληπτή όταν το προϊόν αποψυχθεί και θα είναι πλέον αργά για οποιαδήποτε διορθωτική κίνηση.
Εάν όμως η κατάψυξη είναι ταχεία, οι κρύσταλλοι του νερού δεν προλαβαίνουν να μεγαλώσουν και κυρίως, δεν έχουν το χρόνο να μετακινηθούν μέσα στο τρόφιμο με αποτέλεσμα η βλάβη του τροφίμου να είναι ελάχιστη.
Η ταχύτητα κατάψυξης επηρεάζει και το τελικό μέγεθος των κρυστάλλων. Όταν ευνοείται ο γρήγορος σχηματισμός πυρήνων κρυστάλλωσης, τότε οι σχηματιζόμενοι παγοκρύσταλλοι θα είναι μικροί σε μέγεθος κι αντίστροφα.
Ταχύτητα κατάψυξης
Όταν τοποθετούμε ένα τρόφιμο στην κατάψυξη, απομακρύνουμε τη θερμότητα που έχει. Ο ρυθμός απομάκρυνσης θερμότητας είναι ουσιαστικά η ταχύτητα κατάψυξης.
Στην ταχεία κατάψυξη (rapid freezing) σχηματίζονται μικροί σε μέγεθος παγοκρύσταλλοι. Στα τρόφιμα που έχουν κυτταρική οργάνωση (φρούτα, κρέας, λαχανικά κλπ.) οι πυρήνες κρυστάλλωσης σχηματίζονται τόσο μέσα στα κύτταρα όσο και στο ανάμεσά τους. Οι μικροί παγοκρύσταλλοι είναι πολύ περισσότεροι και μικρότεροι σε μέγεθος. Επίσης, δεν μπορεί να γίνει μετακίνηση νερού από το εσωτερικό του κυττάρου προς τους χώρους έξω απ’ το κύτταρο και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να περιορίζεται η καταστροφή των πρωτεϊνών, να αποφεύγεται ο τραυματισμός των κυτταρικών μεμβρανών και γενικά ελαχιστοποιούνται οι μεταβολές που υποβαθμίζουν την ποιότητα του προϊόντος.
Σε ό,τι αφορά το παγωτό, ο σχηματισμός μικρών παγοκρυστάλλων δίνει μια λεία και ομοιογενή υφή επηρεάζοντας θετικά την ποιότητα του προϊόντος, αλλά και την αντοχή του στη βιτρίνα. Αυτός είναι και ο λόγος που για ένα πραγματικά καλό αποτέλεσμα, η χρήση ενός shock freezer θεωρείται απαραίτητη.
Καταληκτικά, κατανοείται η διαφορά που έχει η χρήση ενός καταψύκτη αποθήκευσης και ενός shock freezer, με τον καταψύκτη να υστερεί σημαντικά σε αποτελέσματα.
Είδη καταψυκτών:
- Καταψύκτες αέρα,
- Χωρίς ρεύμα αέρα,
- Με αέρα υψηλής ταχύτητας (θερμοκρασίες έως -40°C με ταχύτητες αέρα 1,5-6 μέτρα ανά δευτερόλεπτο),
- Ρευστοποιημένης κλίνης, κατάλληλη για προϊόντα μικρού μεγέθους,
- Καταψύκτες σήραγγας με μεταφορική ταινία για συνεχή λειτουργία και μεγάλη ευελιξία ως προς το καταψυχόμενο είδος πχ. παγωτό, ψάρια, κρέας, πίτσες, κέικ, πίτες κλπ.,
- Καταψύκτες με πλάκες όπου το τρόφιμο έρχεται σε επαφή με το τρόφιμο κατάλληλοι για φιλέτα ψαριού ή κρέατος,
- Καταψύκτες με αποξεώμενη επιφάνεια, όπως είναι οι παγωτομηχανές,
- Καταψύκτες με κρυογενή ρευστά που ψεκάζονται πάνω στο τρόφιμο ή το τρόφιμο να εμβαπτίζεται σε αυτό.
Μεταβολές
Το νερό όταν καταψυχθεί και μετατραπεί σε πάγο, αυξάνει σε όγκο κατά 9%. Η αύξηση του όγκου εξαρτάται από τη φύση του τροφίμου και κυρίως από το μέγεθος της περιεκτικότητάς του σε νερό.
Επίσης, επειδή στο νερό είναι διαλυμένα άλατα, ιχνοστοιχεία κ.ά., με τη μετατροπή του νερού σε πάγο αυτά αυξάνουν σε συγκέντρωση στο μέρος του τροφίμου που δεν έχει καταψυχθεί, αλλάζοντας έτσι το pH, την ολική οξύτητα, το ιξώδες και το οξειδο-αναγωγικό δυναμικό.
Άλλες σημαντικές μεταβολές κατά την κατάψυξη που υποβαθμίζουν την ποιότητα των τροφίμων:
- η ανακρυστάλλωση
- η μετουσίωση των πρωτεϊνών
- η οξείδωση των λιπαρών ουσιών
- η αφυδάτωση λόγω εξάχνωσης
- η διάσπαση των χρωστικών ουσιών
- η απώλεια σε βιταμίνες
- η συνεχιζόμενη ενζυμική δραστηριότητα
Απόψυξη
Αφού έχουμε καταψύξει το προϊόν μας, μετέπειτα θα το αποψύξουμε για να καταναλωθεί είτε όπως είναι, είτε να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή ως Α’ ύλη. Στην απόψυξη, οι παγοκρύσταλλοι λιώνουν (τήξη) και σχηματίζεται πάλι η υγρή φάση των προϊόντων. Η ταχύτητα της απόψυξης, αν είναι μεγαλύτερη από την ενδεικνυόμενη, μπορεί να προξενήσει κι άλλη υποβάθμιση της ποιότητας του τροφίμου. Το τρόφιμο, όσο καλά και αν το καταψύξουμε, θα έχει ήδη υποστεί ορισμένες αλλοιώσεις που δεν θα είναι αντιληπτές μέσα στην κατάψυξη. Αν μετά αποψύξουμε με ακατάλληλο τρόπο το τρόφιμο, τότε αυτές οι βλάβες θα είναι εμφανείς και θα επιδεινωθούν ακόμη περισσότερο. Για παράδειγμα, οι μικροοργανισμοί και τα ένζυμα που βρίσκονταν σε αδράνεια μέσα στο τρόφιμο, θα βρουν ευνοϊκό περιβάλλον για να επαναδραστηριοποιηθούν και να συντελέσουν στην αλλοίωση του προϊόντος. Για την αποφυγή τέτοιων αλλοιώσεων η απόψυξη θα πρέπει να γίνεται μόνο σε συνθήκες ψύξης, δηλαδή το τρόφιμο από την κατάψυξη θα πρέπει να τοποθετείται στο ψυγείο και μετά από παρέλευση αρκετών ωρών που διαφέρουν από τρόφιμο σε τρόφιμο, να χρησιμοποιείται αναλόγως.
Γενικώς, βοηθάει τον τρόπο εργασίας μας να αντιμετωπίζουμε τα καταψυχόμενα τρόφιμα ως τρόφιμα σε ένα είδος χειμερίας νάρκης. Έτσι, δεν θα ξεχνάμε ότι ουσιαστικά πρόκειται για τρόφιμα που παραμένουν «ζωντανά», αλλά δεν είναι δραστήρια.
