Упрощенная HTML-версия
Повышенное давление пара на переохлажденной, но еще не затвердевшей
жидкостью внутри клетки вызывает диффузию водяного пара через стенки
клеток, что приводит к образованию крупных кристаллов льда, травмирующих
ткани.
Медленное замораживание приводит к полной потере свободной
воды внутри клеток (процесс криоосмоса или криоконцентрации).
В
замороженной таким образом ткани
внутри клеток, потерявших упругость,
находится незамерзший раствор, а весь образовавшийся лед — вне клеток.
При этом количество поврежденных клеток превышает 70%.
При быстром замораживании
образуются мелкие кристаллы льда, которые
равномерно распределены по всей толще замораживаемого продукта. Вода
почти без перемещения переходит в лед по месту ее нахождения до
замораживания. При этом травмирующее действие кристаллов на клетки и
ткани минимально.
При ультрабыстром замораживании
90% всех кристаллов льда
формируется внутри клеток при минимальном повреждении ткани.
Существует несколько теорий, объясняющих механизм повреждения
клеток и тканей при замораживании
различными повреждающими
факторами:
- механический - из-за давления образующихся кристаллов льда на строение
тканей;
- осмотический — вследствие чрезмерной дегидратации клеток,
- химический — за счет гиперконцентрации солей как вне, так и внутри
клеток.
Все эти факторы являются результатом кристаллизации воды и перехода ее в
лед.
В последнее время наибольшее распространение получили две теории —
механическая и солевой денатурации[1].
Механическая теория утверждает,
что разрушение клеток вызывается
механическим действием кристаллов льда, особенно внутри клеточных
При медленном замораживании процесс кристаллообразования начинается
при определенной температуре (ниже криоскопической) прежде всего в
межклеточных и межволоконных пространствах, имеющих более высокую
криоскопическую точку из-за меньшей концентрации солей и органических
веществ и слабее связанных водой с гидрофильными коллоидами продукта.
Появление кристаллов льда приводит к увеличению концентрации веществ в
слое раствора, прилегающем к поверхности кристалла. Вследствие разности
концентраций раствора внутри и вне клеток возникают отток влаги из волокон и
клеток и намораживание ее на поверхности кристаллов.
Расширение воды при превращении ее в лед приводит к сдавливанию волокон
и клеток, что вызывает дополнительный отток воды из них. Этот процесс
продолжается до тех пор, пока температура не станет достаточно низкой, чтобы
началось кристаллообразование внутри волокон и клеток, где остается уже
небольшое количество влаги в концентрированном растворе.
28