Традиционным способом замораживания рыбы является иммерсионный (погружением). При этом способе хладагент непосредственно контактирует с пищевым продуктом, и соответственно создаются лучшие условия для теплообмена между поверхностью продукта и хладагентом. Эта особенность обусловила ряд преимуществ этого способа по сравнению с воздушным. Иммерсионный способ обеспечивает более высокую скорость замораживания и меньший уровень потерь в процессе замораживания и последующего оттаивания. Способ отличается от воздушного также более низкими энергозатратами (почти на 25%) и более простой конструкцией установок. Вместе с тем ему присущи и некоторые недостатки, к которым прежде всего относится возможность проникновения хладагента в мясо рыбы, поэтому его обычно применяют для рыб с плотной кожей. В качестве хладагента используют однокомпонентные водные растворы (обычно хлористого натрия) и двухкомпонентные, содержащие хлористый натрий и хлористый кальций. Изучается также возможность применения двухкомпонентных водных растворов, в состав которых кроме хлористого натрия входят этанол или сахароза. Роль добавок, внесенных в раствор хлористого натрия, может быть различной — понижение температуры раствора или уменьшение его неблагоприятного влияния из-за проникновения в мышечную ткань рыбы.
Рассол можно охлаждать при помощи встроенных или выносных теплообменников, а также путем впрыскивания в раствор жидкого азота.
В настоящее время этот способ применяется в основном для замораживания и охлаждения тунцовых рыб. При замораживании их в растворах с низкой температурой возможно возникновение таких дефектов, как вспучивание и растрескивание мяса, вызванное внутренним высоким термическим напряжением из-за большой разницы температур наружных и внутренних слоев рыбы. Чтобы предотвратить появление такого дефекта, японскими учеными было предложено включить в процесс замораживания операцию «термического выравнивания. С этой целью после достижения в поверхностных слоях рыбы температуры -15...-20°С рассол удаляют и рыбу выдерживают при температуре воздуха около -25°С в течение некоторого времени, достаточного для понижения температуры во внутренних слоях до -2...-3°С. Затем рыбу опять помещают в рассол с температурой -45°С и домораживают ее до температуры -30...-35°С. Домораживание можно производить и в воздушном морозильном аппарате.
«Термическое выравнивание» применяют и при неглубоком замораживании тунца, предназначенного для кратковременного хранения. Свежевыловленного тунца на 30—40 мин погружают в раствор поваренной соли с температурой -10...-15°С. Затем замороженного тунца помещают в емкость с разбавленной морской водой, имеющей температуру -0,5°С. Перераспределение температуры приводит к понижению ее во внутренних слоях и обеспечивает сохранение высокого качества рыбы без использования льда в течение 5 сут.
Наиболее высокую скорость замораживания продуктов обеспечивает иммерсионный способ при использовании в качестве хладагентов жидких газов — воздуха, азота, углекислоты и фреона-12.
Криогенное замораживание целесообразно применять для замораживания продукции ценных видов.
Низкая температура хладагентов обеспечивает быстрое прохождение продуктом зоны критических температур и образование микрокристаллической структуры замерзшей тканевой жидкости. В результате повреждение клеток мышечной ткани кристаллами льда оказывается минимальным, что приводит к небольшим потерям тканевой жидкости при размораживании продукта. Кроме того, из-за резкого снижения температуры существенно уменьшается микробиологическая обсемененность продукта. По данным исследователей США, при криогенном замораживании устриц с использованием жидкой углекислоты в качестве хладагента количество клеток Vibrio vilnificus, обычно присутствующих в сырых беспозвоночных, уменьшилось с 15*10в4 до 93 кл/г мяса, а после 12 недель холодильного хранения их количество снизилось до 0,9 кл/г. Столь низкий уровень обсемененности замороженных устриц позволяет хранить их без ухудшения качества довольно длительное время. Фирма Hillman & Oyster Co., выпускающая устриц, поштучно замороженных в жидком диоксиде углерода, уже 5 лет поставляет на рынок в течение всего года мороженых устриц, заготовленных во время сезона их добычи. При этом постоянно отмечается высокое качество продукции.