Einfrieren

Einfrieren bezeichnet das Abkühlen eines Stoffes oder einer Substanz unter seinen Gefrierpunkt, sodass eine Phasenänderung von Flüssigkeit zu Feststoff stattfindet. Beim Wasser liegt der Gefrierpunkt unter Normaldruck bei 0 °C, doch er wird durch gelöste Stoffe (z. B. Salz, Zucker) sowie durch Druck beeinflusst. Bei Lebensmitteln und biologischem Material wird oft eine kontrollierte Kälteführung genutzt, um die Qualität zu erhalten.

Physikalisch entzieht der Prozess Wärme aus dem Material, wodurch Wassermoleküle kristallisieren. Die Größe der Eiskristalle hängt von der Abkühlrate ab: langsames Einfrieren erzeugt grobe Kristalle, die Zellen zerreißen und Gewebe schädigen; schnelles Einfrieren führt zu feinen Kristallen und besserer Strukturerhaltung. Durch die niedrigen Temperaturen verlangsamt sich die Stoffwechselaktivität, und das Wachstum vieler Mikroorganismen wird stark gehemmt. Dennoch ist Einfrieren keine Sterilisation; einige Mikroorganismen und Enzyme können überleben und beim Auftauen wieder aktiv werden.

Anwendungen: In der Lebensmittelindustrie dient Einfrieren der Konservierung, Verlängerung der Haltbarkeit und Beibehaltung von Geschmack und Nährstoffen. In der Biologie und Medizin wird Einfrieren zur Kryokonservierung von Zellen, Geweben oder Embryonen genutzt. Auch in der Forschung wird es zur Lagerung von Proben eingesetzt.

Technische Verfahren umfassen Haushalts- oder Industriegefriergeräte, die typischerweise Temperaturen um -18 °C erreichen. Professionelle Verfahren umfassen Blitz- oder Tiefkühlung mit schnellen Abkühlraten, Plattenkühlung oder Kryogentechniken mit Flüssigstickstoff. Auftauen sollte langsam im Kühlschrank oder im kalten Wasserbad erfolgen, um Qualitätsverlust zu minimieren; wiederholtes Einfrieren und Auftauen schadet Lebensmitteln erheblich.