Охлаждение рыбы – это процесс быстрого понижения температуры рыбы от начальной до температуры, близкой к криоскопической точке ее тканевых соков. Криоскопическая температура для разных видов рыб различна и колеблется от минус 0,5 до минус 2 °С (у пресноводных рыб от минус 0,5 до минус 0,9°С).

Главной причиной порчи охлажденной рыбы являются микроорганизмы, находящиеся в слизи на поверхности рыбы и в ее кишечнике. Проникая в мышечную ткань рыбы, микроорганизмы разлагают ее белок, вызывают ухудшение вкуса и появление неприятного запаха.

Качественный состав микрофлоры свежевыловленной океанической рыбы близок к микрофлоре морской воды и представлен в основном психрофильными микроорганизмами с оптимумом их развития при температуре около 20 °С, но способными размножаться при 0 °С. При охлаждении рыбы эти микроорганизмы не теряют своей активности.

На поверхности рыбы, обитающей в теплых водах, содержится преимущественно мезофильная микрофлора, менее устойчивая к действию низких температур, а также психрофильные микроорганизмы. Такая рыба после охлаждения менее подвержена порче, чем рыба, обитающая в холодных водах, а продолжительность ее хранения в охлажденном виде в 1,5–2 раза больше.

Большое влияние на качество охлажденной рыбы при хранении оказывают автолитические изменения, протекающие под действием эндогенных и протеолитических ферментов, присутствующих в мышечной ткани и во внутренних органах рыбы. Действие эндогенных ферментов приводит к посмертному окоченению, которое при температуре 0 °С у большинства видов рыб наступает в течение первых суток хранения после вылова, а затем мясо постепенно размягчается.

В результате охлаждения деятельность микроорганизмов и ферментов ослабляется и замедляется, увеличивается срок хранения, в течение которого рыба сохраняет товарную и пищевую ценность. Однако в охлажденной рыбе ферментативные процессы и деятельность микроорганизмов продолжают медленно развиваться.

Срок хранения охлажденной рыбы зависит, главным образом, от качества рыбы-сырца, способа и продолжительности охлаждения, условий хранения.

Быстрое охлаждение рыбы сразу после вылова замедляет развитие посмертных изменений и деятельность микроорганизмов. В мясе здоровой, снулой рыбы микроорганизмы отсутствуют. Кожный покров, жабры, внутренняя полость покрыты микроорганизмами. Быстрое охлаждение рыбы более угнетающе действует на микроорганизмы, чем медленное. Такое же влияние оказывает температура хранения охлажденной рыбы: более низкая температура способствует более длительному хранению рыбы. Оптимальной температурой хранения охлажденной рыбы является температура 0 – минус 1 °С.

Изменение свойств рыбы при охлаждении. При охлаждении в рыбе происходят существенные физические и биохимические изменения. Физические изменения проявляются в некотором увеличении плотности тканей и вязкости тканевых соков и крови, уменьшении массы рыбы в результате частичного испарения влаги с ее поверхности при охлаждении рыбы в воздушной среде (усушка). Степень усушки зависит от свойств рыбы и охлаждающей среды, а также от условий охлаждения. На усушку рыбы влияют: размеры рыбы, ее плотность, наличие и свойства упаковки. Чем больше в рыбе содержится воды, тем больше влаги из нее испарится в процессе охлаждения, поэтому у тощей рыбы усушка больше, чем у жирной.

Размер рыбы определяет поверхность испарения. Упаковочные материалы в зависимости от их свойств могут практически полностью предохранить рыбу от усушки либо замедлить этот процесс. Чем меньше относительная влажность воздуха и больше скорость движения воздуха, тем быстрее происходит усушка.

После смерти рыбы температура ее тканей повышается в результате расщепления веществ (гликогена, аденозинтрифосфорной кислоты и др.), входящих в состав мышечной ткани. Высвобождающаяся в этих процессах энергия выделяется в виде теплоты. Чем быстрее в процессе охлаждения отводится от рыбы теплота, тем резче затормаживаются биохимические процессы.

Наибольшие биохимические изменения в рыбе, обусловливающие качество мышечной ткани при охлаждении и хранении, проявляются в изменении белковых веществ – актина, миозина и актомиозина. Образующийся актомиозиновый комплекс влияет на свойства тканей, их окоченение и расслабление. Мышечные волокна сохраняют свою эластичность только в присутствии достаточного количества аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Концентрация АТФ зависит от температуры рыбы: чем ниже температура рыбы, тем медленнее происходит распад АТФ и позднее наступает посмертное окоченение.

Быстрое охлаждение рыбы до криоскопической температуры тормозит образование актомиозинового комплекса и, следовательно, отодвигает сроки наступления окоченения, вслед за которым начинаются микробиологические процессы, приводящие к порче рыбы.

При медленном охлаждении рыбы темп развития микробиологических и биохимических процессов оказывается выше темпа охлаждения, и нежелательные изменения в рыбе происходят раньше, чем она успевает охладиться.

Продолжительность охлаждения. Продолжительность охлаждения рыбы зависит от ее свойств, свойств охлаждающей среды и условий, в которых протекает процесс, – температуры, характера и скорости движения охлаждающей среды, размеров рыбы, коэффициента теплоотдачи от рыбы к окружающей среде и др. Продолжительность охлаждения разделанной рыбы меньше, чем неразделанной.

Основными условиями быстрого охлаждения рыбы являются применение охлаждающей среды с более высокими значениями тепловых показателей, более низкой температуры охлаждающей среды и ее циркуляция. Охлаждение рыбы в жидкой среде протекает гораздо быстрее, чем в воздушной.

Вымерзание воды, содержащейся в тканях рыбы, начинается при температуре около минус 1 °С, поэтому наиболее низкой температурой среды для охлаждения рыбы может быть температура  минус 3 – минус 4 °С. Увеличение скорости циркуляции среды нецелесообразно, так как это влечет за собой большой расход энергии, а при охлаждении в воздухе – значительную усушку рыбы.

Способы охлаждения. Для охлаждения рыбы применяют различные способы: охлаждение льдом, охлаждение в жидкой среде – в морской воде; в слабых растворах поваренной соли.

Охлаждение льдом основано на его физических свойствах. Температура плавления льда при атмосферном давлении равна 0 °С, теплота плавления льда 335 кДж, плотность 0,917 кг/л.

При охлаждении и хранении во льду рыба не набухает, не теряет водорастворимых белков и экстрактивных веществ, ее усушка незначительна. Теплообмен протекает через поверхность рыбы, которая омывается водой, образованной при таянии льда, и соприкасается с воздухом, находящимся между кусками льда. Для быстрого охлаждения рыбы необходим непосредственный контакт рыбы со льдом, поэтому куски льда должны быть мелкими. Наиболее быстрое охлаждение рыбы достигается при количестве льда 75 %. Для более полного контакта льда с поверхностью рыбы его дробят. Дробленый лед ускоряет процесс охлаждения, уменьшает деформацию и травмирование рыбы.

Температура воздуха в помещении хранения охлажденной рыбы должна быть не ниже минус 2 °С, так как с понижением температуры воздуха происходит смерзание льда и прекращение его таяния, что замедляет процесс охлаждения.

Охлаждение рыбы льдом производится в ящиках и трюмах судов. Первый способ предпочтительнее, поскольку рыба равномерно пересыпается льдом и меньше подвергается механическому воздействию. На дно тары (ящик, бочка, контейнер) насыпают слой льда, на него укладывают ровный слой рыбы, затем снова лед и так до полного заполнения тары, верхний слой в таре должен состоять изо льда.

На судах с охлаждаемыми трюмами для охлаждения и транспортирования рыбы в ящиках в холодное время расход льда составляет 30 %, а в теплое 40 % к массе рыбы.

Недостатками этого способа являются: неравномерность и небольшая скорость охлаждения, недостаточное использование полезного объема тары, большие потери льда при таянии, деформация рыбы.

Срок хранения и транспортирования рыбы, охлажденной с помощью льда, зависит от вида рыбы и условий ее хранения и колеблется от 1 до 12 сут.

Охлаждение рыбы в жидкой среде позволяет снизить температуру до минус 1 °С и сократить процесс охлаждения. В условиях океанического лова в качестве жидкой среды используется морская вода.

Так как осмотическое давление морской воды и тканевого сока рыбы приблизительно одинаковы, то при охлаждении в морской воде просаливания рыбы не происходит. Быстрое охлаждение рыбы в жидкой среде обусловлено тем, что она окружена однородной средой с равными во всех частях тепловыми показателями и теплообмен происходит через всю наружную поверхность.

Охлаждение погружением в жидкую среду осуществляется в специальных емкостях или аппаратах, оборудованных средствами охлаждения. Скорость циркуляции жидкости является важным фактором интенсификации процесса охлаждения рыбы. С ее увеличением возрастает коэффициент теплоотдачи. При скорости движения воды более 0,2 м/с наблюдается пенообразование, вызванное взаимодействием водорастворимых белковых веществ и воды, тормозящее охлаждение.

Температура охлаждающей жидкости должна быть в пределах от 0 до минус 2 °С, соотношение массы рыбы и жидкости должно составлять от 1:1 до 1:2, а при отсутствии циркуляции – 1:3 или 1:4.

В холодной морской воде рыба охлаждается намного быстрее и до более низкой температуры, чем во льду, а это является существенным преимуществом. Однако рыба с нежной консистенцией в охлажденной морской воде сохраняется плохо: наблюдается ее набухание и просаливание, происходят потери водорастворимых белков, экстрактивных азотистых соединений. Эти нежелательные процессы замедляются с понижением температуры охлаждающей среды. Возможная продолжительность сохранения улова даже при температурах, близких к криоскопической, не превышает 1–2 сут.

Охлаждение в льдоводяной смеси – наиболее эффективный способ. Высокая скорость охлаждения обеспечивается в результате постоянной низкой температуры окружающей среды.

Охлаждение рыбы льдосоляной смесью применяется только при наличии специального разрешения. При таком охлаждении возможно подмораживание рыбы, кроме того, она быстро портится в результате воздействия на ее ткани рассола, образующегося при таянии льда.

Для охлаждения рыбы смесью льда и соли при транспортировании в прохладное время года расход льда составляет 50–60 % к массе рыбы, соли – 5 % к массе льда. В жаркое время при температуре воздуха 25 °С и выше лед берут в количестве 100 %, а соль – 5−10 % к массе рыбы.

Подмораживание рыбы – это способ холодильной обработки, при котором температура рыбы становится на 1–2 °С ниже криоскопической. На производстве такую рыбу иногда называют переохлажденной или рыбой глубокого охлаждения. Преимущество подмораживания рыбы перед охлаждением заключается в значительном увеличении сроков сохранения ее качества, так как при подмораживании создаются условия, неблагоприятные для развития микрофлоры. При температуре минус 1 – минус 2 °С подмороженная рыба по своему виду и качеству близка к охлажденной рыбе. Но в подмороженной рыбе быстрее, чем в охлажденной, протекают процессы гидролиза и окисления жиров, поэтому для жирной рыбы и рыбы средней жирности этот способ мало применим.

Подмораживание рыбы по сравнению с замораживанием экономически выгодно, поскольку расход холода составляет 60–70 % от расхода на полный цикл замораживания.

Качество подмороженной рыбы зависит от состояния рыбы-сырца, а продолжительность ее подмораживания – от размера, вида и состояния.