Vliv nízkých teplot

Mrazení

Mrazení – použití teplot pod 0 °C. 

Způsob mražení je dvojí:
  1. rychlé zmrazení – tvoří se malé krystaly vody umístěné intracelulárně (volná voda v buňce), teplota potraviny je snížena přibližně na –20 °C za 30 minut, při zmrazení na -30 až -180 °C se tvoří mikrokrystalky, které buňku poškozují pouze minimálně (využití - dlouhodobé uchovávání mikroorgnismů);
  2. pomalé zmrazení – extracelulárně se tvoří velké krystaly, které buňku poškozují, při pomalém zmrazení je teplota –20 °C dosažena za 3 – 72 hodin.
Oba typy krystalů působí mechanicky – vnější tlakem na buňku a vnitřní rozpínavostí způsobují poškození buňky. Tvorba krystalů redukuje obsah vody v substrátu, která je potřebná pro růst mikroorganismů.

Při snižování teploty je stále více vody přeměněno na led a tím dochází v buňce ke zvýšení koncentrace solí rozpuštěných ve zbývající tekutině. Vlivem zvýšeného osmotického tlaku mezi intracelulární a extracelulární tekutinou dochází k unikání vody z buňky. Čím pomalejší je mrazení a čím větší je permeabilita membrány, tím větší je ztráta vody z buňky. Pohyb vody ven z buňky způsobuje zvyšování koncentrace solí v buňce, snížení aw a dehydrataci buňky. Zmenšuje se objem buňky a soli precipitují. Výsledkem je porušení fyzikálně chemických vlastností cytoplazmy a inhibice metabolických funkcí. Dochází k poškození cytoplazmatické membrány – perforací a denaturací bílkovinných komponent (u eukaryot jsou podobně poškozeny i vnitřní membrány intracelulárních organel) a následně k difúzi látek z buňky. Metabolická aktivita je zpomalená, dochází k irreverzibilnímu poškození některých enzymatických systémů.

Mrazící proces se skládá ze dvou fází:
  1. vlastní zmrazení – největší baktericidní efekt;
  2. skladování ve zmrazeném stavu – postupně hynou citlivé formy nebo značně poškozené buňky, nastává selekce, rezistentní populace se stabilizuje, přežívá skladování a po rozmrazení je schopna růstu.