Медленное охлаждение парного мяса имеет ряд недостатков. Прежде всего, из-за значительных потерь влаги поверхность туш покрывается сплошной толстой корочкой подсыхания, которая в дальнейшем может набухать, что снижает устойчивость мяса к микробиологической порче при хранении.

Быстрое охлаждение обеспечивает хороший товарный вид (цвет) за счет быстрого образования корочки подсыхания, позволяет уменьшить потери массы мяса и увеличить срок хранения. Кроме того, значительно сокращается продолжительность процесса и увеличивается оборачиваемость камер охлаждения. Быстрое охлаждение мяса выгодно и с санитарно-гигиенической точки зрения, так как при быстром снижении температуры поверхности до 0–1 °С замедляется или полностью прекращается развитие микрофлоры.

Охлаждение тушек птицы. Мясо птицы охлаждают в воздухе, в льдоводяной смеси или ледяной воде до достижения температуры в толще грудной мышцы 4 ºС. Воздушное охлаждение осуществляется при 0−1 ºС и скорости движения воздуха 1−1,5 м/с.

В зависимости от вида и категории упитанности продолжительность охлаждения тушек, уложенных в деревянные ящики или металлические лотки, составляет 12−24 ч. Процесс охлаждения можно интенсифицировать, понижая температуру до минус 5 − минус 4 ºС и увеличивая скорость движения воздуха до 3−4 м/с; в этом случае продолжительность охлаждения 6−8 ч. При охлаждении тушек птицы в воздухе происходит их усушка (0,5−1 % массы). С целью уменьшения усушки рекомендуется предварительно охлаждать тушки сначала до 15−20 ºС, орошая их водопроводной водой, а затем охлаждать их в подвешенном состоянии при минус 4 – минус 6 ºС и скорости движения воздуха 3−4 м/с.

С точки зрения условий теплообмена, сокращения затрат труда, создания поточности процесса и улучшения товарного вида тушек наиболее эффективен процесс охлаждения их в ледяной воде при температуре около 0 ºС. Существует несколько вариантов этого способа: погружение, орошение и их комбинация. Продолжительность охлаждения тушек птицы 20−50 мин. Для предотвращения микробиологической порчи полупотрошенные тушки птицы лучше охлаждать методом орошения. При погружении тушек в холодную воду происходит поглощение влаги (от 4,5 до 7 % массы остывшего мяса). Для уменьшения количества поглощенной воды тушки оставляют для ее стекания и далее удаляют влагу с тушек с помощью бильных машин.

Оборудование для охлаждения. В зависимости от условий теп­лоотвода и конструкции приборов охлаждения различают батарейное, воздушное и смешанное охлаждение.

При батарейном охлаждении в камерах устанавливают батареи, в которые подают жидкий хладагент или теплоноситель. Если охлаждение воздуха происходит вследствие кипения хладагента в батареях, расположенных непосредственно в охлаждаемой камере, то такой способ называют непосредственным охлаждением, а камерные приборы охлаждения – батареями непосредственного охлаждения.

Воздух может охлаждаться благодаря нагреванию теплоносителя, поступающего в батарею температурой на 8−10 ºС ниже, чем температура охлаждаемого воздуха. Распространенными теплоносителями являются рассолы – водные растворы хлоридов натрия и кальция. Такое охлаждение называют рассольным, а камерные приборы охлаждения – рассольными батареями.

В настоящее время непосредственное охлаждение применяют чаще, чем рассольное, как более экономичное.

Воздушное охлаждение камер осуществляется воздухом. Холодный воздух из воздухоохладителя нагнетается вентилятором в камеру, соприкасаясь с мясом, отепляется, увлажняется и вновь поступает в воздухоохладитель. При воздушном охлаждении в отличие от батарейного, когда в камерах происходит естественная циркуляция воздуха со скоростью 0,05−0,15 м/с, циркуляция воздуха принудительная со скоростью до 2,5 м/с.

К недостаткам воздушного охлаждения относятся: энергозатраты на работу вентиляторов; необходимость установки воздухоохладителей, воздуховодов, вентиляторов; большая усушка продукта при длительном хранении без упаковки.

К преимуществам воздушного охлаждения относятся: более равномерное распределение температуры и влажности воздуха по объему камеры; интенсификация процесса охлаждения; возможность вентилировать камеры и регулировать влажность воздуха; снижение металлоемкости систем и их полная автоматизация.

Смешанное охлаждение сочетает батарейное и воздушное охлаждение.

Холодильное хранение мяса и мясопродуктов . Продолжительность хранения охлажденного мяса и мясопродуктов зависит как от температуры, относительной влажности и циркуляции воздуха в камере, так и от начальной обсемененности поверхности мяса.

Температура в камере должна быть 0 – минус 1 °С, относительная влажность воздуха 85–90 %, скорость его движения 0,1–0,2 м/с.

Туши в камерах должны быть повешены так, чтобы они не соприкасались между собой и омывались потоком холодного воздуха.

Для увеличения сроков хранения мяса и мясопродуктов применяют различные упаковки с регулируемыми газовыми средами, ультрафиолетовое ионизирующее излучение, упаковывание под вакуумом, а также электростимуляцию.

Применение пленочных полимерных покрытий предохраняет продукт от внешних воздействий, что улучшает санитарное состояние мяса, а также снижает потери массы, бактериальную обсемененность, способствует сохранению окраски и предотвращает окисление жиров.

Разработан способ хранения мяса в упаковке под вакуумом. Этот способ связан с тем, что при понижении парциального давления кислорода мясо меньше окисляется.

Электростимуляцию применяют в основном при холодильном хранении парного мяса для предотвращения так называемой холодной контрактации (сокращения).

Перспективным является хранение мяса в газовых средах с регулируемым составом. Так, срок хранения мяса в среде, содержащей 10 % углекислого газа, при температуре минус 1 – минус 1,5 ºС и относительной влажности 90–95 % увеличивается в 2 раза по сравнению с хранением в обычной атмосфере, а в смеси азота (70 %), диоксида углерода (25 %) и кислорода (5 %) срок хранения увеличивается в 2,5–3 раза. Положительно оценивается введение в состав газовой смеси оксида углерода, поскольку диоксид и оксид углерода оказывает не только угнетающее, но и губительное действие на микроорганизмы. Правильное соотношение компонентов регулируемых газовых сред также обеспечивает стабильность окраски и тормозит развитие окислительной порчи жира.

Увеличить срок хранения охлажденного мяса можно при использовании ионизирующего излучения, под влиянием которого развитие микроорганизмов подавляется. При интенсивности облучения 3–5 кГр срок хранения охлажденного мяса при минус 1 – минус 1,5 ºС увеличивается до 2 мес, при более высоких дозах облучения наблюдается увеличение гибели микроорганизмов, однако в продуктах появляется посторонний запах.

На срок хранения охлажденного мяса влияют способ охлаждения и относительная влажность воздуха. Мясо, охлажденное медленным способом, может храниться 15−20 сут при 0−1 ºС и относительной влажности воздуха 87−90 %, а охлажденное быстрым способом – до 4 нед при температуре минус 1 ºС и относительной влажности воздуха 90−95 %.

Охлажденное мясо птицы хранят в холодильных камерах при температуре 0–2 С и относительной влажности воздуха 80–85 %. Срок хранения тушек птицы 5 сут. Срок хранения тушек, упакованных в полиэтиленовые пакеты, увеличивается до 7–10 сут.

Подмораживание мяса

Подмораживание – один из способов увеличения сроков хранения мяса. Рекомендуется подмораживать мясо, предназначенное для транспортирования на небольшие расстояния. При подмораживании уменьшается усушка, улучшаются санитарно-гигиенические условия транспортирования. Подмороженное мясо можно хранить и транспортировать в подвешенном состоянии или штабелях при температуре воздуха минус 2 – минус 3 °С в течение 15−20 сут. Подмораживают в основном парное мясо. Режимы подмораживания различных видов мяса различаются только продолжительностью. Так, при температуре воздуха минус 30 – минус 35 ºС и скорости его движения 1–2 м/с продолжительность подмораживания говядины 6–8 ч, свинины 6–10 ч.

В подмороженном мясе автолитические процессы замедляются, но не останавливаются. В первые сутки хранения при минус 2 ºС в мясе интенсивно протекают биохимические процессы вследствие изменения концентрации солей, вызванного частичным вымораживанием воды. В дальнейшем основное влияние оказывает понижение температуры, в результате чего в мышечной ткани протекают те же автолитические изменения, что и при хранении охлажденного мяса, но несколько медленнее. Состояние окоченения при 0 ºС вместо 24 ч отодвигается на 10−12 сут, а созревает мясо через 15−20 сут. При хранении подмороженного мяса значительно снижается его микробиологическая порча и первые признаки ослизнения поверхности появляются через 35−40 сут.

При хранении в подмороженном мясе происходит интенсивное накопление свободных аминокислот (через 12 сут хранения мяса при минус 2 ºС их содержание достигает примерно такого же уровня, как и в мясе, хранившемся при 2 ºС в течение 7 сут). Кроме того, образуются летучие ароматические вещества (высшие спирты, альдегиды, кетоны, эфиры, жирные кислоты, амины и др.). Однако изменение ароматических веществ при минус 2 ºС происходит с меньшей скоростью, чем при 2 ºС. Состав ароматических веществ в охлажденном и подмороженном мясе одинаков.

Электростимуляция мяса перед подмораживанием позволяет значительно сократить сроки созревания и использования мяса в производстве. Электростимуляция приводит к быстрому снижению рН мяса, что вызывает более быстрое наступление окоченения.

Тушки птицы подмораживают в упакованном виде после предварительного охлаждения. Продолжительность подмораживания птицы в камерах при температуре минус 23 °С и скорости движения воздуха 3–4 м/с составляет 2–3 ч. За это время температура в толще мышц снижается до 0 – минус 1 °С. Продолжительность хранения подмороженных тушек птицы увеличивается до 20−25 сут (в охлажденном состоянии 5−6 сут). Хранят подмороженную птицу в камерах при минус 2 – минус 3 °С и относительной влажности воздуха 85 %.

Замораживание мяса

Замораживание – один из методов низкотемпературного консервирования и длительного хранения мяса и мясопродуктов. Считается, что изменение свойств биологических объектов при замораживании обусловлено главным образом процессами кристаллизации воды. Кристаллизация приводит к конформации макромолекулы белков, изменению липопротеидов, нарушению мембранных систем клетки, механическому повреждению морфологических элементов тканей и перераспределению между ними воды. Замороженными считаются продукты, в которых примерно 85 % влаги превратилось в лед.

Изменение свойств мяса при замораживании. Замораживание приводит к изменению физико-химических, морфологических, биохимических свойств мяса и мясопродуктов, а также к гибели микроорганизмов.

Особенности изменения свойств мяса и мясопродуктов при замораживании определяются фазовым переходом воды в лед и повышением концентрации веществ, растворенных в жидкой фазе. Процесс кристаллизации приводит к изменению физических характеристик мясных систем. Мясной сок начинает замерзать при температуре минус 0,6 – минус 1,2 °С. Размер, форма и распределение кристаллов льда в мясе зависят от условий замораживания, его исходных свойств.

У продуктов, обладающих тканевой структурой, содержание растворенных веществ во влаге межклеточного пространства обычно ниже, чем в клеточной влаге. В связи с этим при замораживании кристаллики льда начинают образовываться в межклеточном пространстве. Если замораживание происходит медленно, то благодаря разнице концентраций внутри и вне клеток вода из клеток диффундирует в межклеточное пространство. Поскольку размеры образовавшихся в межклеточном пространстве кристалликов льда увеличиваются за счет уменьшения массовой доли влаги, клетки высыхают. Этому способствует также то, что во время замерзания объем воды увеличивается примерно на 10 %, и образовавшиеся в межклеточном пространстве кристаллики оказывают на клетки механическое давление.

Полагают, что образование крупных кристаллов льда при медленном замораживании ведет к более серьезным изменениям, чем образование мелких кристаллов при быстром замораживании.

Во время быстрого замораживания кристаллизация также начинается в межклеточном пространстве, но отвод теплоты совершается быстрее, чем диффузия влаги из клеток. И прежде чем начинается диффузия молекул воды через стенки клеток, происходит замерзание внутри клеток. Именно поэтому из медленно замороженных животных тканей после их оттаивания уходит много клеточной влаги. При быстром замораживании потери капиллярной влаги минимальны, образуются мелкие, равномерно распределенные кристаллы.

При быстром замораживании наиболее существенно, чтобы температура продукта как можно быстрее проходила через область так называемого максимального кристаллообразования (минус 1 – минус 5 °С), когда вымерзает основная часть имеющейся воды. Средняя скорость при быстром замораживании составляет 5−20 см/ч, при умеренно быстром замораживании 1−5 см/ч, при медленном замораживании 0,1−0,2 см/ч.

Характер кристаллообразования зависит также от глубины автолиза мяса, поступающего на замораживание. Замораживание мяса на ранних стадиях автолиза приводит к образованию мелких кристаллов льда внутри мышечного волокна. На последующих стадиях автолиза кристаллы льда образуются главным образом между мышечными волокнами.

Особенности развития физико-химических и биохимических процессов при замораживании пищевых продуктов обусловлены не только понижением температур, но и связаны с увеличением концентрации компонентов в жидкой фазе, высвобождением ферментов вследствие нарушения структурных клеточных образований.

Понижение температуры с минус 2 до минус 8 °С приводит к существенному увеличению содержания веществ, растворимых в воде. В этих условиях весьма вероятно повышение скорости некоторых реакций, в том числе окисление липидов, поэтому скорость замораживания в этом диапазоне температур должна быть максимальной.

Денатурация и агрегация белков при замораживании связаны с повреждающим действием солей повышенных концентраций в тканевых растворах и обусловлены ослаблением водородных связей в макромолекулах.

Поскольку белки мяса при замораживании денатурированы, их способность к набуханию и удерживанию воды понижена, в результате чего после оттаивания мышечные волокна не могут адсорбировать освободившуюся жидкость. На количество вытекающего сока при размораживании мяса влияют состояние автолиза, продолжительность хранения мяса перед замораживанием.

Негативные последствия на качество мяса и мясопродуктов при хранении в замороженном состоянии могут оказать рекристаллизация и сублимация льда, развитие окислительных реакций, конформационные и агрегационные изменения белков. Интенсивность этих процессов зависит от состава и свойств продукта, температуры и продолжительности хранения, наличия и характера упаковки.

Преимущества быстрого замораживания могут быть сведены до минимума в результате процесса рекристаллизации, то есть увеличения размеров кристаллов льда при хранении. Образование крупных кристаллов льда в результате рекристаллизации неизбежно при колебании температуры при хранении. Рекристаллизация отрицательно действует на качество мяса и мясопродуктов, так как происходят деформация и разрыв клеток, увеличиваются потери мясного сока при размораживании.

Колебание температуры хранения является одной из причин сублимации льда: происходят потеря массы продукта, понижение его качества; ухудшаются консистенция, вкус, запах; снижается влагоудерживающая способность. Скорость сублимации льда снижается при понижении температуры хранения мяса и мясопродуктов до минус 30 °С и ниже, при использовании паронепроницаемых упаковочных материалов, плотно прилегающих к продукту.

При хранении мороженых продуктов происходит нарушение структуры белков, изменяются заряд и масса белковых фракций, снижается их ферментативная активность. Все это влияет на гидратацию продукта, его консистенцию и сочность. Хранение мяса с высоким значением рН вызывает менее выраженные изменения белков и влагоудерживающей способности мяса.

При хранении мороженых продуктов происходит изменение липидной фракции, в результате чего снижается их пищевая ценность. При контакте с воздухом образуются первичные и вторичные продукты окисления, биологическая ценность и органолептические показатели продукта снижаются.

Длительное хранение замороженного мяса приводит к потерям водо- и жирорастворимых витаминов.

Влияние замораживания на микроорганизмы. Вымерзание воды из клеток микроорганизмов начинается при достижении точки замерзания. Преобладающая часть воды вымерзает в области максимального кристаллообразования; для микроорганизмов этот интервал от минус 8 до минус 12 ºС. Поскольку некоторые виды микроорганизмов размножаются при минус 12 ºС, продукты следует замораживать до более низкой температуры и хранить при температуре ниже минус 15 ºС. В этом случае после длительного хранения в замороженном мясе не происходит микробиальной порчи.

Гибель микроорганизмов при низких температурах происходит вследствие изменения структуры клеточной протоплазмы и нарушения обмена веществ. Устойчивость микробной клетки к замораживанию зависит от вида и рода микроорганизмов, стадии их развития, скорости и температуры замораживания, состава среды. При температуре       минус 20 – минус 25 °С полностью прекращаются ферментативные процессы в клетках, и замедляется денатурация клеточных коллоидов. По этой причине при низких температурах скорость гибели микроорганизмов меньше, чем при минус 8 – минус 12 °С. Таким образом, замораживание при низких температурах уничтожает микрофлору не полностью, что предопределяет необходимость строгого соблюдения требований к санитарно-гигиеническим режимам обработки мяса.

Кроме отрицательного воздействия живых микроорганизмов опасность представляет действие ферментов, сохраняющихся в продукте после гибели микроорганизмов, синтезирующих их. Так, вследствие активности липазы гидролиз жиров может продолжаться даже при минус 20 ºС. При снижении температуры замораживания активность ферментов уменьшается. После размораживания активность большинства ферментов восстанавливается. Она существенно снижается при многократном замораживании и размораживании. Активность ферментов зависит также от содержания влаги в продукте и величины рН. При ферментативном распаде роль воды заключается, прежде всего, в транспортировании растворенных компонентов к ферментам.

Способы и режимы замораживания и хранения. Способ, условия и технические средства замораживания определяют, исходя из вида, состава, свойств, формы и размеров продукта. В зависимости от состояния мяса применяют одно- или двухфазное замораживание. Парное мясо, поступившее непосредственно после первичной переработки, замораживают однофазным способом. Преимущества однофазного замораживания – сокращение продолжительности процесса, уменьшение потерь массы, более высокое качество мяса, сокращение затрат труда и транспортирования, эффективное использование производственных площадей. В последние годы широкое распространение получило замораживание мяса и субпродуктов в блоках, которые формуют после обвалки мяса.

Мясо и мясопродукты замораживают в воздухе, в растворах солей или некоторых органических соединений, в кипящих хладагентах, в контакте с охлаждаемыми металлическими пластинами.

Замораживание в воздухе – наиболее распространенный и универсальный способ замораживания. При замораживании воздухом скорость замерзания зависит от размера продукта, температуры воздуха и скорости его циркуляции. Интенсивность замораживания достигается снижением температуры до минус 35 °С, увеличением скорости воздуха до 4−5 м/с, уменьшением толщины продукта. Продолжительность одно- и двухфазного замораживания различных видов мяса приведена в табл.2.14.

Таблица 2.14