Ryby należą do produktów o krótkiej, trwałej przydatności do spożycia i szybko ulegają negatywnym zmianom mikrobiologicznym, czyli psuciu. Z tego względu najlepszymi sposobami utrwalania surowców i przetworów jest natychmiastowe ich chłodzenie, czy też po wstępnej obróbce mrożenie, w celu przedłużenia odpowiedniej jakości. Metody te są powszechnie stosowane i akceptowane, niebudzące żadnych zastrzeżeń, a popyt na żywność chłodzoną wciąż wzrasta. Produkty chłodzone zachowują wszelkie cechy świeżych i skłaniają producentów do ustawicznego doskonalenia tej metody utrwalania żywności, aby uzyskiwać coraz dłuższe okresy ich jakości higienicznej i trwałościowej. Mrożenie to jeden z najlepszych sposobów zapobiegających psuciu się ryb oraz  przetworów rybnych, mięsa i produktów mięsnych. Ryby i niektóre owoce morza są zamrażane najczęściej bezpośrednio po połowie, dzięki czemu zachowują więcej wartości odżywczych niż ryby przechowywane w innych warunkach. Taki sposób przetwarzania zapewnia też wysoką jakość bakteriologiczną produktów.

Produkcja żywności mrożonej, rozpoczęta w 1930 roku, jest uważana za jedno z najważniejszych osiągnięć technologicznych XX wieku. Pod pojęciem mrożonej żywności rozumie się produkty poddane zamrożeniu przy zastosowaniu odpowiedniej metody, celem maksymalnego zabezpieczenia początkowych cech organoleptycznych i wartości odżywczych. Na rozwój tej formy utrwalania żywności duży wpływ ma wzrost zainteresowania konsumentów żywnością wygodną, ułatwiającą szybkie przygotowanie posiłków oraz sezonowe wahania podaży niektórych surowców. Tworzenie i utrzymanie rezerw zapasów żywnościowych jest zatem działaniem niezbędnym. W wielu przypadkach zamrażanie żywności uważa się za najwłaściwszą metodę jej utrwalania, gdyż jest ona najmniej destrukcyjna, a jednocześnie wysoce efektywna i racjonalna z ekonomicznego punktu widzenia. W wyniku tego procesu można uzyskać maksymalne wydłużenie trwałości produktów spożywczych, zabezpieczając optymalnie zarówno ich wartość odżywczą oraz cechy sensoryczne. Ryby należą do surowców nietrwałych, co oznacza podatność na naturalne, ciągłe i nieodwracalne przemiany fizyczne, chemiczne i mikrobiologiczne. Ponieważ procesy zamrażania ryb oraz późniejszego przechowywania w stanie zamrożonym nie zatrzymują całkowicie procesów biofizykochemicznych zachodzących w tym surowcu, ale jedynie je ograniczają lub zmieniają przebieg, ich rezultatem są pewne niekorzystne zmiany jakościowe. Jakość ryb mrożonych zależy zarówno od pierwotnych zmian poprzedzających zamrażanie, jak i od zmian wtórnych, występujących na poszczególnych etapach obróbki zamrażalniczej. Z powyższych względów do zamrażania powinno się przeznaczać tylko surowiec o wysokiej jakości, cechujący się dobrą przydatnością przetwórczo-technologiczną, pożądanymi cechami sensorycznymi i nienagannym stanem higienicznym. Istotnymi czynnikami decydującymi o jakości mrożonej ryby są również: zastosowana metoda zamrażania oraz jej parametry, z czym związana jest tzw. szybkość zamrażania, a także warunki późniejszego przechowywania surowca w stanie zamrożonym oraz sposób rozmrażania. Praktyka wskazuje, iż najlepszą jakość ryb mrożonych można uzyskać podczas szybkiego zamrażania i przechowywania w stałej, możliwie niskiej temperaturze.

W światowej praktyce przemysłowej do najczęściej wykorzystywanych metod zamrażania można zaliczyć:

Zamrażanie owiewowe w tunelach, które jest wykorzystywane najpowszechniej ze względu na łatwą eksploatację urządzeń, uniwersalne zastosowanie i możliwość dostosowania do konkretnych warunków w zakładach. Metoda ta jest jednak energochłonna, a w przypadku produktów rozdrobnionych może podczas zamrażania następować ich zbrylanie.

Metoda fluidyzacyjna polega na przedmuchiwaniu strumieniem zimnego powietrza warstwy produktów sypkich transportowanych na taśmie. Proces zamrażania trwa krótko oraz eliminowana jest możliwości zbrylania produktów. Wysokie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne stanowią wadę tej metody.

Zamrażanie kontaktowe należy do najstarszych technik zamrażania, w której produkty układane są na metalowych tacach i dociskane do płyt chłodzonych dawniej solanką, a obecnie innymi czynnikami. Mimo zalet tej metody, nie znalazła ona szerszego zastosowania, za wyjątkiem mrożenia ryb na statkach przetwórczych. Trudności w zamrażaniu tą metodą stanowią produkty o nieregularnych i niejednolitych kształtach. Obsługa tych urządzeń jest uciążliwa i trudna do mechanizacji.

Zamrażanie immersyjne (w cieczach nie wrzących), polega na mrożeniu opakowanych produktów w roztworach soli lub innych mediach. Główną zaletą jest krótki czas zamrażania przy temperaturze czynnika około –20°C. Obecnie metoda ta jest rzadko stosowana, głównie do powierzchniowego zamrażania filetów rybnych.

Zamrażanie z zastosowaniem skroplonych gazów, zwane kriogenicznym, cieszy się w ostatnich latach coraz większym zainteresowaniem producentów żywności. Technologia ta wykorzystuje ciekły azot, o temperaturze wrzenia –195,8°C lub dwutlenek węgla o temperaturze sublimacji rzędu –78,5°C.  Do zalet kriogenicznej techniki zamrażania należy zaliczyć:

• bardzo intensywny przepływ ciepła podczas kriogenicznego zamrażania ze względu na duży współczynnik przenikania ciepła oraz dużą różnicę temperatury między kriocieczą a powierzchnią produktu;

• bardzo krótki czas trwania procesu zamrażania – 3-10 min w zależności od wielkości produktu;

• brak niekorzystnego oddziaływania chemicznego azotu na produkt, ponieważ azot jest gazem obojętnym;

• niewielki koszt inwestycyjny urządzenia, gdyż para wrzącej kriocieczy nie jest zawracana, a więc nie jest wymagana rozbudowa urządzeń tak jak w przypadku urządzeń tradycyjnych;

• szybka dezaktywacja enzymów niekorzystnie oddziałujących na produkt, korzystny wpływ na cechy jakościowe produktów, np. kruchość, soczystość i trwałość produktów mięsnych;

• bardzo duża prędkość zamrażania, co w konsekwencji przyczynia się do powstawania małych kryształów lodu wewnątrz produktu, które nie zniszczą struktury komórkowej produktu;

• zmniejszenie ubytku masy produktu w wyniku ograniczenia odparowania wilgoci z jego powierzchni, tzw. zmniejszenie efektu ususzki – w urządzeniach kriogenicznych ubytek masy wynosi znacznie poniżej 1%, tzn. mniej niż w technikach tradycyjnych;

• ograniczenie wycieku rozmrażalniczego i zmiany konsystencji produktu po rozmrożeniu.

Wybór najkorzystniejszej technologii wydłużenia okresu przydatności do spożycia produktów zależy od wielu czynników, wśród których wymienić należy: rodzaj produktu, zmiany jakościowe zachodzące podczas przetwarzania i przechowywania, rodzaj opakowania, sposób przygotowania do konsumpcji, koszty. W praktyce przemysłowej żywność jest poddawana działaniu niskich temperatur w celu:

- zachowania początkowej jakości i późniejszej przydatności do konsumpcji;

- utworzenia specjalnej struktury i konsystencji produktu, która jest pożądana przy konsumpcji;

- jako etap pośredni niektórych procesów technologicznych, np.: kriokoncentracja (do zagęszczania soków owocowych przez wymrażanie wody).

Technologia utrwalania żywności z zastosowaniem niskich temperatur obejmuje: chłodnictwo z zakresem temperatur od +2°C do –2°C, ale nie poniżej tzw. punktu krioskopowego oraz zamrażalnictwo, w którym temperatura żywności jest obniżana do –18°C lub niżej i w tej temperaturze jest przechowywana. Chłodnictwo nie jest w zasadzie zaliczane do technik utrwalania żywności, w dosłownym tego słowa znaczeniu. Stosuje się je jako działanie mające na celu przedłużenie jakości i ograniczenie strat w przypadku nietrwałych produktów żywnościowych. Schładzanie produktów stanowi zwykle etap wstępny lub pośredni w wielu procesach technologicznych. Szczególnie jest stosowane w przemyśle rybnym do schładzania świeżych ryb, filetów rybnych. Zamrażanie żywności uważa się za najwłaściwszą metodę jej utrwalania. W wyniku tego procesu następuje maksymalne wydłużenie trwałości. Charakterystyczną cechą produktów zamrożonych jest występowanie zawartej w nich wody w przeważającym procencie w stanie krystalicznym (powyżej 80% jej zawartości). Pojęcie mrożonej żywności jest stosowane do ograniczonej grupy produktów (zasadniczo ryb, mięsa i drobiu), które w czasie przechowywania i sprzedaży przetrzymywane są w stałej temperaturze –10°C i niższej. Produkty, których temperatura wynosi –18°C lub niżej, z minimalnymi wahaniami, celem zachowania ich jakości podczas przechowywania, transportu i sprzedaży, są określane jako produkty głęboko mrożone. W nowoczesnych obiektach chłodniczych powszechnie stosuje się temperatury -30°C a nawet niższe. Do chłodzenia stosowane są jednostkowe (własne) agregaty chłodnicze, centralne instalacje chłodnicze oraz ciekłe gazy i suchy lód. W rozwoju chłodnictwa obserwujemy poważną transformację od chłodzenia lodem wodnym po chłodzenie maszynowe do termoelektrycznego. W zależności od zastosowania i rozpowszechnienia, wyróżniamy następujące sposoby i czynniki chłodnicze:

- chłodzenie z wykorzystaniem bezwładności cieplnej ładunku w przewozach krótkotrwałych (przed transportem ładunek powinien być dobrze schłodzony w całej masie);

- chłodzenie lodem wodnym, polegające na wykorzystaniu ciepła topnienia lodu. Lód w postaci łuskowanej lub kostek o różnej granulacji jest wsypywany do pojemników umieszczonych w pobliżu ściany czołowej nadwozia;

- chłodzenie za pomocą płyt eutektycznych, które wywodzi się z metody chłodzenia lodem wodnym. W celu obniżenia temperatury topnienia lodu dodaje się chlorek sodu lub wapnia;

- chłodzenie suchym lodem, polega na wykorzystaniu zestalonego CO₂;

- chłodzenie obiegowe polega na zastosowaniu czynnika chłodniczego pośredniczącego w wymianie ciepła pomiędzy suchym lodem a przestrzenią ładunkową;

- chłodzenie z wykorzystaniem gazów skroplonych o niskiej temperaturze wrzenia;

- chłodzenie za pomocą sprężarkowych agregatów chłodniczych. Jest to najbardziej rozpowszechniony sposób chłodzenia nadwozi chłodniczych;

- chłodzenie za pomocą agregatów absorpcyjnych, które jest odmianą chłodzenia obiegowego. Czynnikiem chłodniczym jest np. wodny roztwór amoniaku.

Podsumowanie

Ryby przeznaczone do spożycia muszą odznaczać się odpowiednią jakością sensoryczną, wartością odżywczą, technologiczno-przetwórczą oraz być bezpieczne pod względem zdrowotnym. Bezpieczeństwo zdrowotne ryb osiąga się przez stosowanie właściwego surowca, odpowiednio dobranych metod zamrażania, warunków przechowywania i dystrybucji oraz prowadzenie stałego nadzoru i kontroli zgodnie z systemami zapewniania jakości. Wytyczne dobrej praktyki produkcyjnej i higienicznej są ważnym instrumentem mającym na celu pomóc zakładom branży spożywczej sprostać coraz większym wymaganiom klienta. Utrzymanie idealnych warunków w całym łańcuchu chłodniczym aż do momentu sprzedaży („point-of sale”) pozwala na zachowanie świeżości produktu, wydłużenie okresu przydatności do spożycia oraz zapewnienie bezpieczeństwa zdrowotnego konsumentów żywności mrożonej. Zastosowanie nowych metod kontroli czasu i temperatury towarzyszących produktowi w trakcie obrotu stanowi uzupełnienie tradycyjnej kontroli. Obecnie pomiar temperatury w samochodach-chłodniach oraz ladach chłodniczych prowadzi się za pomocą czujników i logerów danych. Dodatkowo stosowane są zintegrowane wskaźniki kontroli czasu-temperatury (TTI), które wprowadzane są do opakowań.

dr inż. Karol Jakubowski