Enfriamiento y congelación de alimentos y materiales biológicos
A diferencia de muchos materiales inorgánicos y orgánicos que son relativamente estables, los alimentos y otros materiales biológicos se descomponen y se deterioran con bastante rapidez a temperatura ambiente. Este deterioro obedece a varios factores. Los tejidos de los alimentos, tales como frutas y vegetales, después de la cosecha continúan teniendo respiración metabólica y maduran, llegando a pudrirse.
Las enzimas de los tejidos muertos de las carnes y de los pescados permanecen activas e inducen una oxidación y otros efectos deteriorantes. Los microorganismos atacan todo tipo de alimentos, descomponiéndolos y haciéndolos inadecuados para su consumo, además, se verifican reacciones químicas como la oxidación de las grasas.
A temperaturas bajas, la velocidad de crecimiento de los microorganismos se reduce si la temperatura es inferior a la óptima para su desarrollo. Además, la actividad enzimática y las velocidades de las reacciones químicas también disminuyen a temperaturas mínimas.
Las velocidades de la mayoría de las reacciones químicas y biológicas en los alimentos almacenados, fríos o congelados, se reducen por factores de ½ a 1/3 por cada 10 K (10°C) de reducción de la temperatura.
El agua desempeña un papel muy importante en esta velocidad de deterioro, y la mayoría de los materiales biológicos contienen una cantidad sustancial de la misma. Para alcanzar una temperatura suficientemente baja con objeto de que la mayoría de estas velocidades casi cesen, es necesario que se congele casi toda el agua.
Los materiales como los alimentos no se congelan a 0°C (32°F) como hace el agua pura, sino a un intervalo de temperaturas por debajo de 0°C. Sin embargo, debido a algunos de los efectos físicos de los cristales de hielo y a otras consecuencias, como la concentración de las soluciones, para preservar los materiales biológicos a veces se una un simple enfriamiento en lugar de una congelación.
El enfriamiento de materiales se basa en la eliminación del calor sensible y calor metabólico, es decir, la temperatura suele reducirse más o menos a un intervalo de 4.4°C (40 °F); esto es, un poco por encima de la congelación. De hecho, entonces no hay calor latente de congelación.
Los materiales pueden almacenarse más o menos entre una semana hasta varios meses, dependiendo del producto y de la atmósfera prevaleciente. Cada material tiene una temperatura óptima de almacenamiento en frío.
En la congelación de alimentos y materiales biológicos, la temperatura se reduce de tal manera que casi toda el agua se transforma en hielo. Dependiendo de las temperaturas finales de almacenaje, que pueden llegar hasta -30°C, los materiales pueden preservarse hasta por un año, más o menos. Con frecuencia, muchos alimentos congelados se tratan primero con un proceso de blanqueo o de escaldado para destruir las enzimas.
Como se mencionó anteriormente, el enfriamiento de alimentos y materiales biológicos reduce la temperatura de los productos hasta el valor ideal para el almacenamiento en frío, que puede ser desde -1.1°C (30°F) hasta 4.4°C (40°F). Por ejemplo, las reses sacrificadas tienen una temperatura de 37.8°C (100°F) a 40°C (104°F) y por lo general, se enfrían hasta 4.4°C.
La leche recién ordeñada debe enfriarse con rapidez a temperaturas cercanas a las de congelación. Algunos filetes de pescado se mantienen en la empacadora a 7.2°C (45°F) hasta 10°C (50°F) y se enfrían a temperaturas cercanas a 0°C.
Fuente: Apuntes de procesos químicos de la UNIDEG
