Замораживание и хранение замороженного мяса и мясопродуктов.

Замораживание мяса — это процесс замерзания тканевой жидкости (мясного сока).

Замораживание обеспечивает длительное низкотемнературное хранение мяса и мясопродуктов.

Этот процесс предотвращает развитие микробиологических процессов и резкого уменьшения скорости ферментативных и физико-химических реакций.

Замораживание в отношении энергозатрат и экономической эффективности по сравнению с другими метода­ми консервирования намного выгоднее. Его преимущество предопределило интенсивное развитие во многих странах производства быстрозамороженных полуфабри­катов и готовых блюд.

При определении условий и режимных параметров замора­живания исходят из задач не только предотвращения размноже­ния микроорганизмов, но и предупреждения существенных из­менений свойств продуктов вследствие физических, физико-хи­мических и биохимических процессов.

Влияние замораживания на микроорганизмы.

1. Заморажива­ние сопровождается понижением концентрации и активности микроорганизмов без их полного уничтожения и инактивации ферментов.

2. Помимо того что понижение температуры свя­зно с нарушением согласованности метаболических реакций из-за различий в уровне изменений их скоростей, заморажива­ние приводит к повышению концентрации растворенных веществ (вследствие миграции влаги из микробной клетки во внешнюю среду на первой стадии замораживания и внутриклеточной кри­сталлизации воды на последующих стадиях).

Указанные процес­сы являются причинами повреждения мембранных структур клетки в результате изменения состояния белково-липидных комплексов и механического разрушения оболочки кристалла­ми льда.

Устойчивость микробной клетки к замораживанию зависит от:

Вида и рода микроорганизмов, стадии их развития, скорости и температуры замораживания, состава среды.

Длительное хранение замороженных продуктов при темпера­туре выше 10 °С не исключает возможность их микробиальной порчи.

Замораживание и хранение мяса при температуре ниже 10°С приводит к отмиранию части микроорганизмов. Это обстоятельство определяет верхнюю границу допустимых температур.

Хранение мяса при отрицательных температурах сопровож­дается дальнейшим понижением концентрации микроорганиз­мов.

Данные по хранению отрубов говядины и свинины в поли­мерных пленках свидетельствуют о том, что значительной раз­ницы в выживании бактерий в зависимости от температурных режимов не наблюдается.

Сохранение на мясе при замораживании и последующем хранении патогенных и токсигенных микроорганизмов, а также наличие активных ферментных систем погибшей микрофлоры предопределяют необходимость строгого соблюдения требова­ний к санитарно-гигиеническим режимам обработки мяса.

Изменение свойств мяса и мясопродуктов.

Особенности изме­нения состояния мясных систем при замораживании определя­ются фазовым переходом воды в лед и повышением концентра­ции растворенных в жидкой фазе веществ.  

Процесс кристалло­образования приводит к изменению физических характеристик материала и может сопровождаться изменениями его физико-химических, биохимических и морфологических свойств.

Кристалообразование.

Количество и доля вымер­зающей влаги в продукте зависят от ее общего содержания, формы и прочности связи со структурными элементами, концен­трации, гидратации и степени диссоциации растворенных в воде веществ, температуры замораживания. Количество выморожен­ной влаги в говядине при температурах замораживания —5, —10, —20; —30 и >40°С соответственно1 составляет 63, 78, 83, 88 и 89% к начальному влагосодержанию. 

Жидкая фаза сохраняется при —68 °С и исчезает при понижении температуры мышечной ткани до —70 °С

Размер, форма и распределение кристаллов льда в мясе за­висят от условий замораживания, его исходных свойств. Состоя­ние мембран и клеточных оболочек, ионная и молярная концен­трация растворенных веществ отдельных морфологических об­разований мышечного волокна, степень гидратации белков пре­допределяют особенности локализации льда в системе, размер и форму кристаллов льда.

Более низкая концентрация растворенных веществ в межкле­точном пространстве обусловливает разницу в значениях криоскопических температур структурных элементов. По этим причи­нам формирование кристаллов льда в первую очередь наблюда­ется в межклеточном пространстве и сопровождается миграцией влаги из клеток. При медленном замораживании образуются крупные кристаллы вне клеток и изменяется первоначальное со­отношение объемов межклеточного и внутриклеточного прост­ранства в результате диффузии влаги и фазового перехода воды. Быстрое замораживание предотвращает значительное диф­фузионное перераспределение влаги и растворенных веществ, что способствует образованию мелких, равномерно распреде­ленных кристаллов. Различия в условиях теплоотвода и влаго распределения по объему продукта определят специфику льдо­образования во внешних и внутренних зонах мяса.

Интенсивность охлаждения определяет также распределение растворенных веществ по объему продукта Увеличение концен­трации неорганических веществ в зоне кристаллообразования может повлечь их миграцию во внутренние слои материала. По­вышение содержания минеральных веществ во внутренних слоях мяса способствует изменению растворимости мышечных белков. Скорость криодиффузии понижается с увеличением интенсивно­сти теплоотвода.

Максимальное кристаллообразо­вание происходит в диапазоне температур от —2 до —8°С, диффузионное перераспределение воды и образование крупных кристаллов можно предотвратить при быстром понижении тем­ператур в этом интервале.

Степень дисперсности льда и харак­тер распределения кристаллов в такой сложной гетерогенной системе, какой является мясо, зависят не только от скорости ох­лаждения, но и определяются степенью гидратации макромоле­кул белка, состоянием мембранных структур.

Фиксируемое из­менение количества связанной влаги при автолизе мяса с по­мощью метода определения уровня расхода энергии на ее уда­ление дает основание считать, что определяющие значения име­ют превращения миофибриллярных белков, которые в отличие от глобулярных окружены многослойными гидратными оболоч­ками. Изменение в ходе автолиза молекулярной организации миофибрилл влияет на объем некристаллизующейся жидкой фазы и концентрацию растворенных в ней веществ.

Характер кристаллообразования зависит также от глубины автолиза поступающего на замораживание мяса.

Заморажива­ние мяса на ранних стадиях автолиза приводит к образованию мелких кристаллов льда внутри мышечного волокна.

По всей вероятности, высокая гидратация белков парного мяса и низкая проницаемость сарколеммы препятствуют перемещению влаги из мышечного волокна.

Вследствие этого кристаллы льда сосре­доточены внутри мышечного волокна. Изменение состояния бел­ков миофибрилл к моменту посмертного окоченения мяса, рез­кое уменьшение их гидратации при сохранении на этой стадии автолиза достаточно высоких барьерных свойств мембран при­водят к кристаллизации влаги вне и внутри мышечного волокна.

На последующих стадиях автолиза вследствие повышения про­ницаемости сарколеммы кристаллы льда образуются главным образом между мышечными волокнами. При этом фиксируются разрывы сарколеммы.

Исследованием мяса с высоким конечным рН не выявлена значительных отличий в микроструктуре мышечной ткани раз­ных сроков автолиза.

Таким образом, формирование кристаллов льда в такой сложной системе, как мясо, зависит от скорости замораживания и физико-химических и структурных свойств мышечной ткани, определяемых глубиной и характером автолиза.