Охлаждение мяса и мясопродуктов

При охлаждении в мясе происходят разнообразные процессы: микробиологические, окислительные, автолитические изменения под действием ферментов мяса, тепло- и влагообмен с окружающей средой. Характер и глубина изменений при охлаждении и последующем хранении зависят от вида и качества исходного мясного сырья, а также условий и режимов холодильной обработки.

Микробиологические процессы. Мышцы здоровых животных непосредственно после убоя обычно обсеменены микрофлорой лишь незначительно. Вместе с тем мясо и субпродукты представляют собой хорошую питательную среду для развития микробов, плесеней, дрожжей.

Микроорганизмы, обитающие на сырых мясопродуктах, поступающих на холодильную обработку, весьма разнообразны. Прежде всего они различаются температурой роста и размножения. Так, для развития мезофильных микроорганизмов (Salmonella, Staphylococcus) минимальной является температура 10⁰С; оптимальная температура для их жизнедеятельности 25…36⁰С. В отличие от мезофиллов психрофилы способны расти и размножаться при 0⁰С и даже – 5⁰С. К группе психрофилов относят плесневые грибы, или микромицеты (Micor, Pinicillium), и дрожжи (Torulopsis, Rhodotorula). Большинство микроорганизмов не развивается при температуре ниже точки замерзания тканевой жидкости (-0,6…-1,2⁰С). Скорость проникновения микроорганизмов в глубь мяса зависит от их вида, свойств и способов обработки сырья. Например, при температуре около 0⁰С за 30 сут хранения микроорганизмы проникают на глубину до 1см.

    При поступлении на холодильную обработку и хранение на мясопродуктах находятся психрофильные и многие мезофильные микроорганизмы. В условиях холодильного хранения они постепенно отмирают, однако даже через длительное время какое-то их количество остается жизнеспособным. Кроме обычных сапрофитных бактерий рода Pseudomonas на мясопродуктах могут быть микроорганизмы с патогенными и токсическими свойствами: Salmonella, S.aureus, Clostridium perfringenes.

    Плесневые грибы размножаются на участках мяса, где затруднена циркуляция воздуха. В обычных условиях хранения мяса признаком порчи является появление слизи; при 0⁰С слизь появляется через 24сут, при 4⁰С – через 16сут.

    При охлаждении в аэробных условиях (т.е при доступе кислорода воздуха) бактерии размножаются быстрее: их общее число на 1 см² поверхности мяса достигает 10¹⁰ и более, а признаки бактериальной порчи мяса проявляются раньше.

    На развитие микроорганизмов большое влияние оказывает помимо температуры относительная влажность воздуха. Чем ниже относительная влажность и температура воздуха, тем хуже развиваются микроорганизмы. Кроме параметров хранения (температура и влажность воздуха) на степень обсеменения влияют санитарно-гигиенические условия содержания, транспортирования, подготовки скота к убою, обработки туш, обескровливания, съемки шкур, извлечения внутренних органов и зачистки туш. На 1см² поверхности свежего мяса при соблюдении санитарных требований переработки насчитывают от тысяч до десятков тысяч микроорганизмов, среди которых приблизительно 20 родов бактерий, 10 родов плесневелых грибов, а также дрожжи.

    Предельные значения pH среды, при которых микроорганизмы могут развиваться, колеблются от 4,0 до 9,0, причем оптимальные значения pH лежат в узкой области. Несмотря на то, что цитоплазматическая мембрана клеток микроорганизмов мало проницаемая для ионов водорода, отклонение pH от оптимального может существенно затормозить рост микрофлоры. Значение pH среды влияет на ферментативные системы клеточных мембран, ответственных за активный транспорт биологически важных веществ. Смещение pH в кислую сторону в результате накопления молочной кислоты при автолизе мяса повышает его устойчивость к микробиальной порче. Величина pH зависит от содержания гликогена в мышечной ткани после убоя скота и интенсивности его распада при хранении мяса. Сроки хранения охлажденного мяса, имеющего pH выше 6,2 сокращаются более чем в 2 раза.

    Развитие гнилостных микроорганизмов вызывает глубокий распад белков, при котором образуются вещества, резко ухудшающие органолептические свойства продукта и обладающие токсичностью. Патогенные и токсикогенные бактерии, выживая даже при низких температурах, могут стать причиной пищевых отравлений.

    Изменение свойств мяса и мясопродуктов при охлаждении. На качество мяса и мясопродуктов в период охлаждения и последующего хранения большое влияние оказывает взаимодействие с внешней средой.

    При охлаждении в мясе происходят физические, химические и биохимические процессы. Физические изменения сводятся к изменениям консистенции, цвета и массы. Консистенция мяса изменяется в связи с происходящими в этот период процессами окоченения и началом созревания мяса. Цвет поверхности мяса темнеет вследствие её высыхания, увеличения концентрации красящих пигментов и перехода гемоглобина крови и миоглобина мышц в метгемоглобин и метмиоглобин. Потемнение окраски происходит в первую очередь в местах скопления крови (зарез) и в полутушах низких кондиций упитанности. Увеличение поверхности мясного отруба, продолжительности охлаждения, скорости движения, температуры, уменьшения влажности воздуха способствуют испарению и, следовательно, уменьшению массы. Однако при подсушивании поверхности туш сохранность мяса от порчи повышается, так как образуется защитная корочка подсыхания, которая, как полагают, снижает испарение влаги с поверхности туш и препятствует проникновению микроорганизмов внутрь мышц. Сухой слой представляет собой не активную белковую субстанцию, которая, однако, может набухать под влиянием влажного воздуха и становится хорошей питательной средой для роста бактерий и плесени.

Миоглобин с кислородом воздуха образует оксимиоглобин, придающий мясу яркую окраску. При последующем хранении мясо и мясопродукты обесцвечиваются в результате окисления пигмента мышечной ткани – миоглобина и крови – гемоглобина.

Процесс дальнейшего окисления связан с изменениями валентности железа, входящего в пигменты. При этом миоглобин превращается в метмиоглобин и мясо темнеет.

Жир подвергается гидролизу и окислению с накоплением низкомолекулярных жирных кислот, пероксидов, альдегидов и ряда других веществ.

Охлаждение мяса – это сложный теплофизический процесс, включающий отвод теплоты из внутренних слоев и испарение влаги с поверхности. Испарение влаги с поверхности продукта приводит к уплотнению поверхностного слоя и повышению в нем концентрации растворенных веществ.

Важный фактор в процессе охлаждения мяса – масообмен с внешней средой, поскольку потеря влаги (т.е. усушка) при этом могут достигать 2% и более. Уменьшить усушку мяса в период охлаждения модно, повышая относительную влажность воздуха до значения, близкого к 100%, при помощи специальных технических средств, либо сокращая продолжительность охлаждения путем рационального распределения направления движения потоков воздуха в камере охлаждения. Для уменьшения усушки полутуши обертывают тканью или упаковывают в полимерные пленочные материалы, что помимо снижения усушки позволяют улучшить санитарно-гигиенические условия охлаждения и способствуют сохранению внешнего вида мяса: задерживает обесцвечивание жира, сохраняет естественный цвет мяса, предотвращает образование морщинистости на поверхности туши. На усушку влияет также вид мяса, размеры туши или полутуши, содержание жира в мясе. Допускаемые пределы усушки регламентированы в зависимости от конкретных условий охлаждения и особенностей охлаждаемого продукта.

Всероссийским научно-исследовательским институтом холодильной промышленности (ВНИХИ) разработана технология охлаждения мяса с осаждением диспергированной воды на его поверхности.

Применение данной технологии позволяет сократить потери от усушки при охлаждении мяса.

Технологический процесс проводят в камерах, оборудованных воздухоохладителями, объединенными коллекторами подачи хладагента с соленоидными вентилями на входе на несколько групп  воздухоохладителей, системой цикличной подачи воды с форсунками, блоками управления группой воздухоохладителей и сбора и отвода воды.

Технология предусматривает цикличную загрузку парного мяса в камеру, исходная температура в которой 0…10⁰С. Охлаждение воздуха в камере осуществляется в две стадии с обеспечением омывания и полутуш с постоянной скоростью 0,8 м/с, до достижения конечной температуры в глубине мышц бедра 0…4⁰С.

На первой стадии охлаждения температуру поддерживают в пределах 0…10⁰С с периодическим диспергированием на поверхность полутуш питьевой воды в течение 1мин с интервалом 11мин при общей продолжительности процесса 5…6ч до достижения на поверхности полутуш температуры 10…12⁰С. На второй стадии температуру воздуха в камере доводят до -3⁰С и поддерживают на этом уровне. Общая продолжительность охлаждения составляет: для говядины (18 ±3)ч, для свинины (15±3)ч.

Для снижения усушки мяса при охлаждении и последующем хранении ВНИХИ разработана технология нанесения на полутуши перед холодильной обработкой пищевого пленкообразующего покрытия.

В рецептуру пищевого пленкообразующего покрытия входят: дистиллированные моноглицериды (1%), ацетилированные моноглицериды (10%), кукурузный или картофельный крахмал (3%), сорбинат калия или сорбиновая кислота (0,2%), вода питьевая (85,8%).Пищевое пленкообразующее покрытие представляет собой однородную эмульсию от белого до кремового цвета, без запаха. Расход покрытия составляет 5кг на 1т мяса.

Наносят пищевое пленкообразующее покрытие на туши и полутуши при помощи установки Я10 – ФНМ, которую размещают в цехе первичной переработки скота после приёмо-сдаточных весов перед холодильником. Пищевое покрытие через форсунки распыляют на поверхность мясных туш и полутуш. Температура пленкообразующего покрытия на выходе из форсунок (65±5)⁰С, рабочее давление в системе подачи на форсунки 0,2…0,5МПа, время нахождения мясных полутуш в зоне распыления 10…15с.

После прохождения туш и полутуш через зону распыления камеры их обдувают фильтрованным воздухом в течение 1мин. Температура воздуха 10…25⁰С, скорость движения 4…8м/с.

После холодильной обработки поверхность мясных туш и полутуш должна быть равномерно покрыта пленкой, не иметь подтеков, снижающих их товарный вид. В грудной части бараньих туш не должно быть скоплений пищевого покрытия.

Способы и режимы охлаждения мяса. Мясо и мясопродукты охлаждают в воздушной среде, воде или рассолах. Говяжье и свиное мясо в полутушах и баранье мясо в тушах размещают в помещениях камерного или туннельного типа. Туши и полутуши подвешивают к троллеям подвесных путей, по которым их перемещают при помощи конвейеров. Камеры (туннели) для холодильной обработки мяса могут быть цикличного или непрерывного действия, в них смонтированы охлаждающие устройства.

Важнейшими регулируемыми параметрами охлаждения продуктов в воздушной среде являются температура, скорость движения воздушной среды и ее влажность. Быстрое охлаждение продукта до температуры, неблагоприятной для развития микрофлоры, обеспечивает повышение его стабильности и экономически выгодно, так как при этом уменьшается усушка и увеличивается коэффициент использования холодильных мощностей. Интенсивность теплоотдачи во внешнюю среду зависит от размеров и конфигурации охлаждаемого объекта.

В настоящее время применяют одно- и двухстадийные методы охлаждения. При одностадийном охлаждении устанавливают температуру, близкую к криоскопическому значению. Интенсификация процесса достигается за счет увеличения скорости движения воздуха 0,1…2м/с и понижения температуры в камере до -3…-5⁰С.

 

Параметры охлаждения мяса различных видов

 Таблица 26

Способ охлаждения и вид мяса	Параметры охлаждения воздуха		Продолжи- тельность, ч
	Температура, 0С	Скорость, м/с
Медленное для всех видов мяса	2	0,16…0,2	28…26
Ускорение, для всех видов мяса	0	0,3…0,5	20…24
Быстрое: для говядины для свинины для баранины и козлятины	-3…-5 -3…-5 -3…-5	1…2 1…2 1…2	12…16 10…13 6…7

 

При увеличении скорости охлаждения усушка мяса уменьшается.

 

Потери массы мяса (усушка) различных видов при охлаждении, %

Таблица 27

Вид мяса	Медленное охлаждение	Быстрое охлаждение
Говядина в полутушах:    I категория    II категория	1,6 1,75	1,4 1,57
Баранина в тушах:    I категория    II категория	1,7 1,82	1,51 1,57
Свинина в полутушах:    I категория    II категория    III категория	1,5 1,5 1,36	1,3 1,3 1,18

 

Температура и скорость движения воздуха в холодильных камерах должны быть одинаковыми во всех точках. Расстояние между полутушами и тушами на подвесных путях 30…50мм; нагрузка на 1 погонный метр подвесного пути для говядины составляет 250кг, для свинины и баранины – 200кг.

Двухстадийное охлаждение проводят при температуре на первом этапе -4…-15⁰С, скорости движения воздуха 1…2м/с; на втором этапе (период доохлаждения) температура воздуха -1…-1,5⁰С, скорость движения 0,1…0,2м/с.

 

Параметры двухстадийного охлаждения мяса

Таблица 28

Охлаждение, вид мяса	Стадия	Параметры охлаждающего воздуха		Температура в толще бедра, 0С	Продолжи- тельность, ч
		температур, 0С	скорость, м/с
Быстрое: для говядины   для свинины	1 2 1 2	-4…-5 -1…-1,5 -5…-7 -1…-1,5	1…2 0,1…0,2 1…3 0,1…0,2	10 4 10 4	10…12 8…10 6…8 6…8
Сверхбыстрое: для говядины   для свинины	1 2 1 2	-10…-11 -1…-1,5 -10…-15 -1…-1,5	1…2 0,1…0,2 1…2 0,1…0,2	15…18 4 18…22 4	6…7 10…12 4…5 10…15

 

Потери при двухстадийном способе охлаждения мясных полутуш сокращаются на 20…30%.

Во Всероссийском научно-исследовательском институте мясной промышленности (ВНИИМП) разработан метод гидроаэрозольного охлаждения говяжьих и свиных полутуш. Он заключается в том, что полутуши, имеющую температуру в толще бедра 36…37⁰С и на поверхности 20…25⁰С, орошают через форсунки тонкодиспергированной водой при температуре 9⁰С; скорость подачи воды 1…2м/с. Через 3ч охлаждения температура в толще бедра и на поверхности становится соответственно 22…24 и 10…12⁰С, после чего мясо доохлаждают в камерах при 0…-1⁰С в течение 10…13ч. Общая продолжительность охлаждения не превышает 16ч. При гидроаэрозольном охлаждении снижаются потери массы, однако происходит увлажнение поверхности, что значительно сокращает срок хранения продукта, кроме того, ухудшается товарный вид и качество мяса. Для сохранения качества мясо и мясопродукты желательно упаковывать в полимерные материалы, что дает возможность применять контактное охлаждение.

Медленное охлаждение парного мяса имеет ряд недостатков. Прежде всего, из-за значительных потерь влаги поверхность туш покрывается сплошной плотной корочкой подсыхания, которая в дальнейшем может набухать, что снижает устойчивость мяса к микробиальной 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…1⁰С замедляется или полностью прекращается развитие микрофлоры.

Разработаны также трехстадийный способ охлаждения мясных туш и охлаждение по определенной программе. Оба способа предусматривают переменные параметры воздушной среды. При трехстадийном способе температура воздуха на первой стадии охлаждения -10…-12⁰С, на второй -5…-7⁰С при скорости движения воздуха 1…2м/с в течение 1,5 и 2ч. Третий этап – доохлаждение – проводят при температуре около 0⁰С и скорости движения воздуха не более 0,5м/с.

Программное охлаждение говяжьих полутуш осуществляют при температуре -4…-5⁰С и скорости движения воздуха 4…5м/с, затем при 0⁰С и переменной скорости движения воздуха, последнюю изменяют по определенной программе от 5д о 0,5м/с.

При охлаждении мяса при отрицательных температурах вследствие изменения направленности биохимических процессов оно становится более жестким, что обусловлено развитием так называемого холодного (холодильного) сокращения (сжатия) мышц. При очень быстром охлаждении снижается скорость развития автолитических процессов. 

Холодное сокращение возникает при охлаждении говядины, если температура опустилась ниже 11⁰С прежде, чем pH стал менее 6,2. В тушах свинины послеубойное снижение pH происходит быстро, что предотвращает холодильное сокращение.

Для снижения холодного сокращения разработан способ механического растягивания туш. При этом диаметр волокон уменьшается, а длина саркомеров увеличивается. Быстрое охлаждение уменьшает скорость проникновения посолочных ингредиентов в мясо при посоле изделий и неблагоприятно влияет на качество соленых мясопродуктов.

В свинине эффект холодного сокращения не обнаружен. Отложение повышенного количества подкожного и внутримышечного жира обусловливает увеличение нежного мяса вследствие изменений скорости его охлаждения после убоя, кроме того, повышается активность автолитических ферментов в мышцах, уменьшается сокращение миофибрилл, что делает мясо еще более нежным.

Холодное сокращение можно рассматривать как результат повреждающего действия резкого температурного перепада приводящего к нарушению структуры и функции биологических мембран. Их структура отличается высокой степенью динамичности, так как взаимосвязь отдельных химических компонентов в них весьма не прочна. В связи с этим мембраны весьма чувствительны и к энергетической недостаточности, и к физико-химическим воздействиям.

Учеными МГУПБ и ВНИХИ разработана технология электростимуляции говяжьих туш после убоя скота. Электростимуляцию проводят путем воздействия электрического тока на говяжьи туши на установке Я10 – ФЭО, расположенной на участке обескровливания крупного рогатого скота. Режимы электростимуляции: напряжения однополупериодного тока – 36В; частота – 50Гц; продолжительность воздействия – 120с.

На участке электростимуляции туша шейной частью соприкасается с нижним электродом установки для электростимуляции. Вторым электродом служит подвесной путь. Туши при электростимуляции не должны соприкасаться друг с другом. Не позднее 1,5ч после электростимуляции и технологической обработки говяжьи полутуши из убойного цеха подают на обвалку. Из обваленного мяса вырабатывают замороженные мясные блоки.

Охлаждение тушек птицы. Этот процесс завершает технологическую переработку тушек птицы. При максимальной механизации и автоматизации первичной переработки птицы целесообразно использовать интенсивное охлаждение тушек, что обеспечит поточность процесса.

Мясо охлаждают на воздухе, в льдоводяной смеси или ледяной воде до тех пор, пока температура в толще грудной мышцы не достигнет 4⁰С. Воздушное охлаждение осуществляют при температуре 0…-1⁰С и скорости движения воздуха 1…1,5 м / с. В зависимости  от вида и сорта продолжительность охлаждения тушек, уложенных в деревянные ящики или металлические лотки, составляет 12…24ч. Процесс охлаждения можно интенсифицировать, понижая температуру до -5…-4⁰С и увеличивая скорость движения воздуха до 3…4м/с в этом случае охлаждение длится 6…8ч. При охлаждении тушек птицы на воздухе происходит их усушка (0,5…1% исходной массы). Чтобы уменьшить усушку, рекомендуется предварительно охлаждать тушку сначала до температуры 15…20⁰С, орошая их водопроводной водой, а затем охлаждать в подвешенном состоянии при температуре -4…-6⁰С 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 в ледяной воде при температуре около 0⁰С. Существуют комбинированные способы охлаждения. Продолжительность охлаждения тушек птицы 20…50мин. Для предотвращения микробиологической порчи полупотрошенные тушки птицы лучше охлаждать методом орошения. При погружении тушек птицы в холодную воду происходит поглощение влаги (от 4,5…7% массы остывшего мяса). Чтобы уменьшить количество поглощенной воды, тушки оставляют для ее стекания и далее удаляют влагу при помощи  бильных  машин.

Хранение охлажденного мяса. Мясо при хранении группируют по видам (говядина, свинина, баранина и др.), категориям упитанности, назначению (реализация, промышленная переработка).

В процессе хранения регистрируют температуру воздуха в камерах дистанционно или при помощи термометров. Температуру воздуха изменяют 2 раза в сутки.

Продолжительность хранения охлажденного мяса зависит как от температуры, относительной влажности и скорости циркуляции воздуха в камерах, так и от начальной бактериальной обсемененности поверхности мяса.

Температура в камере должна быть 0…-1⁰С, относительная влажность воздуха 85…90%, скорость его движения 0,1…0,2м/с.

Полутуши и туши мяса размещают на подвесных путях так, чтобы они не соприкасались между собой (с зазорами 20…30мм) и омывались потоками холодного воздуха. На 1м² площади камеры хранения охлажденного мяса должно находиться не более 200кг мяса в тушах и полутушах. Говядину в четвертинах и отрубах и свинину в полутушах можно также, хранить подвешенными в универсальных контейнерах, которые устанавливают в два – три яруса по высоте в зависимости от высоты камеры.

При хранении охлажденного мяса температура и относительная влажность воздуха в камерах хранения должны быть такими, чтобы на поверхности мяса не образовалась слизь, которая появляется, прежде всего в местах распила туши, в пахах и на лопатках. Необходимо поддерживать стабильную температуру, так как в связи высокой относительной влажностью воздуха даже не больших колебаний температуры достаточно для достижения точки росы и увлажнения поверхности. При этом корочка подсыхания набухает и перестает служить препятствием для развития микрофлоры. Повреждения на полутушах также обусловливают снижение их устойчивости к микробам при хранении в охлажденном виде.

Во время хранения в охлажденном мясе происходят физические, химические, биохимические и микробиальные изменения. В процессе созревания улучшаются консистенция, вкус и запах мяса. В результате дальнейшего образования метмиоглобина и метгемоглобина и повышения концентрации красящих веществ, продолжается потемнение цвета поверхности мясных туш.

Усушка при хранении зависит от вида и упитанности мяса, условий и продолжительности хранения. Для свинины она меньше, чем для говядины и баранины, для более упитанных туш меньше, чем для туш низкой упитанности. Чем ниже температура и выше относительная влажность воздуха при хранении, тем меньше усушка.

При хранении охлажденного мяса во всех местах помещения необходимо поддерживать постоянную оптимальную температуру и относительную влажность воздуха. Это достигается циркуляцией воздуха в помещении, что, однако, вызывает дополнительную усушку продуктов. При хранении охлажденного или мороженного мяса, поверхностное высыхание происходит по закону психрометрического испарения.  Если влажность продукта выше равновесной, то температура его поверхности всегда ниже температуры окружающего воздуха вследствие расхода теплоты на испарение воды, и поэтому упругость водяного пара над поверхностью выше упругости пара в окружающем воздухе, который обычно не насыщен водяными парами. Вследствие этого возникает непрерывной приток теплоты из окружающего воздуха и отвод влаги в окружающую среду.

В зависимости от вида мяса, категории упитанности и условий хранения величина усушки может колебаться в значительных пределах. Норма усушки охлажденного мяса и субпродуктов при хранении в камерах холодильников.

Нормы усушки охлажденного мяса и субпродуктов при хранении в камерах холодильников (в % к массе охлажденного мяса и субпродуктов)

Таблица 29

Вид мяса	Усушка за сутки хранения
	1-е	2-е	3-е	4-е	5-е
Говядина в полутушах, четвертинах и отрубах: I категории II категории тощая	0,3 0,37 0,46	0,15 0,16 0,19	0,08 0,07 0,04	0,04 0,04 0,04	0,04 0,04 0,04
Баранина и козлятина в тушах: I категории II категории тощая	0,36 0,43 0,53	0,19 0,19 0,21	0,08 0,08 0,05	0,04 0,04 0,04	0,04 0,04 0,04
Свинина в тушах и полутушах: I категории II категория (в шкуре, без шкуры, без крупона) обрезная, от подсвинков  (в шкуре, без шкуры,)  III категория (в шкуре, без шкуры, без крупона) IV категория (в шкуре, без шкуры, без крупона) V категория	0,2 0,2   0,3 0,15   0,2   0,3	0,16 0,16   0,16 0,15   0,16   0,16	0,07 0,08   0,16 0,08   0,08   0,15	0,03 0,03   0,03 0,03   0,03   0,03	0,03 0,03   0,03 0,03   0,03   0,03
Конина в полутушах и четвертинах	0,43	0,2	0,04	0,04	0,04
Верблюжатина в полутушах и четвертинах	0,5	0,2	0,06	0,04	0,04
Субпродукты всех видов	0,37	0,18	0,16	-	-

При хранении мяса с 6-х на 7-е сутки нормы усушки исчисляют по 0,02% за каждые сутки, при хранении свыше 7сут норму усушки начисляют по 0,01% за каждые сутки.

При хранения телятины и ягнятины необходимо пользоваться нормами  усушки предусмотренными соответственно для тощей говядины и баранины; мясо яков, буйволятины, лосятины, оленины – нормами усушки для говядины II категории.

Биохимические изменения при хранении охлажденного мяса обусловлены процессом созревания, который завершается примерно через 10…12сут хранения мяса в охлажденном виде. Из химических изменений следует отметить гидролитическую и окислительную порчу жира, протекающую под действием тканевых ферментов и кислорода воздуха.

Деятельность микроорганизмов при температуре, близкой к 0⁰С, замедляется, но не прекращается. Поэтому через определенный срок при любых условиях хранения мясо начинает портиться. При температурах хранения выше или около 0⁰С микробиальные процессы в мясе и субпродуктах с высоким содержанием воды и богатых белками приводят к ухудшению качества или порчи за такое короткое время, что снижение качества, обусловленное другими процессами, не имеет существенного значения. В связи с этим мясо и субпродукты хранят в охлажденном состоянии лишь в том случае, когда задерживается их реализация или переработка или когда возникает потребность в некотором резерве.

Микрофлора мяса при его хранении в охлажденном виде обычно некоторое время не изменяется ни в количественном, ни в качественном отношении. Этому способствует наличие корочки подсыхания на поверхности туши, а также снижение рН мяса. Продолжительность фазы задержки роста бактерий тем больше, чем меньше исходная обсемененность мяса. Продолжительность хранения охлажденного мяса обратно пропорциональна логарифму количества микроорганизмов на поверхности мясных туш после завершения первичной переработки.

Решающее значение для сроков хранения охлажденного мяса имеют температура и относительная влажность воздуха. Охлажденные продукты целесообразнее хранить при более низкой температуре и высокой относительной влажности воздуха. Сроки хранения мяса находятся в определенной зависимости от температуры:

Температура хранения, 0С	20	15	10	5	0
Относительная влажность воздуха, %	85-90	85-90	85-90	85-90	85-90
Продолжительность хранения мяса, сут	2	3	5	8	15

 

Подмораживание мяса

Подмораживание – один из способов увеличения сроков хранения мяса. Рекомендуется подмораживать мясо, предназначенное для транспортирования на небольшие расстояния. При подмораживании уменьшается усушка и улучшаются санитарно-гигиенические условия транспортирования. Подмороженное мясо можно хранить и транспортировать в подвешенном состоянии или штабелях при температуре (-2…-3)⁰С в течение 15…20сут. Подмораживают в основном парное мясо. Режимы обработки мяса различных видов различаются только по продолжительности. Продолжительность подмораживания парных говяжьих полутуш массой до 110кг и свиных полутуш массой до 45кг приведена в таблице 30.

Продолжительность подмораживания мяса в полутушах в зависимости от температуры и скорости движения воздуха на уровне бедер полутуш

Таблица 30

Паспортная температура в камере холодильника, 0С	Продолжительность подмораживания, ч, не более
	При скорости движения воздуха 1м/с		При скорости движения воздуха 2м/с
	говядина	свинина	говядина	свинина
-23 -25 -28 -30 -35	16…18 15…17 13…15 12…14 10…12	13…14 12…13 10…12 10…11 8…10	13…15 12…13 10…12 9…11 8…10	10…12 10…12 8…10 7…9 6…8

 

При подмораживании  говяжьих полутуш массой свыше 110кг, свиных - свыше 45кг продолжительность подмораживания увеличивается на 10%.

    Подмороженные мясные туши и полутуши должны быть упругими и при подъеме не прогибаться.

    Подмороженные мясные туши и полутуши направляют в камеры хранения холодильника мясокомбината или загружают в холодильный транспорт.

    В подмороженном мясе автолитические процессы замедляются, но не останавливаются. В первые сутки хранения при температуре -2⁰С 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 температуре 0⁰С вместо 24ч отодвигается на 10…12сут, а созревает мясо через 15…20сут. При хранении подмороженного мяса значительно снижается, его  микробиальная порча  и первые признаки ослизнения поверхности появляются через 35…40сут.

    В процессе хранения при температуре -2⁰С в течение 10…12сут водосвязывающая способность мяса снижается, и ее понижение совпадает с наступлением посмертного окоченения. После разрешения посмертного окоченения водосвязывающая способность возрастает и через 12…14сут хранения увеличивается на протяжении всего дальнейшего срока хранения мяса.

    При хранении в подмороженном мясе интенсивно накапливаются свободные аминокислоты, и их суммарное содержание через 12 суток хранения мяса при температуре -2⁰С достигает примерно того же уровня, как и в мясе, хранившемся при t = +2 ^o C в течение 7сут. Помимо свободных аминокислот образуются летучие ароматические вещества (высшие спирты, неолы, сульфиты, альдегиды, кетоны, эфиры, жирные кислоты, амины и сложные смеси этих веществ). Однако изменение ароматических веществ,  при температуре -2⁰С происходит с меньшей скоростью, чем при температуре 2⁰С. При хранении мяса в условиях низких положительных температур наибольшее содержание летучих ароматических веществ регистрируют через 6…7сут, при температуре, близкой к криоскопической, - через 14…16сут. Состав ароматических веществ в охлажденном и подмороженном мясе одинаков.

    Электростимуляция мяса перед подмораживанием позволяет значительно сократить сроки созревания. Быстрее снижается pH мяса, и начинается процесс окоченения. После электростимуляции максимум развития посмертного окоченения наблюдают через 24ч после убоя животных. Гистологические исследования мышечных волокон мяса, подвергнутого электростимуляции в разные периоды автолиза, показали, что такая обработка ускоряет процесс созревания мяса.

    В мясе птицы биохимические процессы происходят с  большей  интенсивностью и ферментация заканчивается быстрее. Процесс окоченения в подмороженном мясе птицы наступает на 2…3-и сутки хранения, а при температуре 0…2⁰С водосвязывающая способность становится минимальной через 2…3сут. По окончании процесса водосвязывающая способность мяса птицы увеличивается и достигает максимума через 10…15сут.

    Тушки птицы подмораживают в упакованном виде после предварительного охлаждения. Продолжительность подмораживания мяса птицы в камерах при температуре -23⁰С и скорости движения воздуха 3…4м/с составляет 2…3ч. За это время температура в толще мяса снижается до 0…-1⁰С. Продолжительность хранения подмороженных тушек птицы увеличивается до 20…25сут (в охлажденном состоянии 5…6сут). Хранят тушки птицы в камерах при температуре -2…-3⁰С и относительной влажности воздуха 85%.

 

 

Замораживание мяса

    Замораживание – один из методов низкотемпературного консервирования мяса и мясопродуктов.

    При холодильной обработке и хранении в пищевых продуктах происходят сложные процессы, приводящие к различным изменениям исходных свойств. Закономерности воздействия низких температур на органы,  основные   структурные  элементы  сложных организмов (клетки и ткани) изучают ученые, работающие в особой отрасли науки – криобиологии. Считается, что изменение свойств биологических объектов при замораживании обусловлено главным образом процессами кристаллизации воды. Кристаллизация приводит к конформации макромолекул белков, изменению липопротеидов, нарушению мембранных структур клеток, механическому повреждению морфологических элементов тканей и перераспределению между ними воды. Замороженными считаются продукты, в которых примерно 85% воды превращено в лед.

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

    Изменение свойств мяса и мясных продуктов при замораживании. После прекращения жизни животного в мясе происходит сложный комплекс изменений под воздействием ферментов – автолиз. Замораживание мяса приводит к изменениям его физико-химических и морфологических свойств, а также гибели микроорганизмов. Особенности изменения мясных систем при замораживании определяют фазовым переходом воды в лед и повышением концентрации веществ, растворенных в жидкой фазе. В отличие от чистой воды температура начала замерзания (т.е. криоскопическая точка) такого раствора должна быть ниже 0⁰С, что соответствует его ионной и молекулярной концентрации. Мясной сок начинает замерзать при температуре -0,6…-1,2⁰С. При температуре замерзания в водяном растворе начинается кристаллизация, по мере вымораживания воды остаточная концентрация раствора возрастает, и температура замерзания еще больше понижается.

    Поскольку замерзание сопровождается уменьшением количества воды в растворе, концентрация остаточного раствора постоянно растет, пока не достигнет концентрации самой низкой точки – так называемой эвтектической точки замерзания. Эвтектическая точка замерзания мышечной ткани лежит в интервале -59…-64⁰С. У продуктов обладающих такой 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, и концентрация раствора возрастает, если замораживание происходит медленно, то благодаря разнице концентрации внутри и вне клеток вода из клеток частично диффундирует в межклеточное пространство. Поскольку размеры образовавшихся в межклеточном пространстве кристалликов льда увеличивается 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.

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

    Раньше считали, что преобладающая часть потерь скота связана с механическим разрушением клеток под давлением крупных кристаллов льда, которые образуются при медленном замораживании мяса. На самом деле большая часть потерь сока происходит не из-за механического разрушения клеток, а из-за диффузии клеточной влаги в межклеточное пространство при медленном замораживании клеток.

    При быстром замораживании наиболее существенно, чтобы температура продукта как можно быстрее проходила через область так называемого максимального кристаллообразования (-1…-5⁰С), когда вымерзает основная часть имеющейся воды.

    Средняя скорость при быстром замораживании составляет 5…20см/ч, при умеренном быстром замораживании -1…5, при медленном замораживании -0,1…0,2 см/ч.

    Изменение структуры тканей при замораживании. Под мясом в промышленном значении понимают мышечную, соединительную, жировую и костную ткани с прилегающими к ним кровеносными сосудами, лимфатическими узлами, нервной тканью и другими образованиями.

Мышечная ткань обладает наибольшей пищевой ценностью. Влияние скорости замораживания на мышечную ткань проявляется не только в изменении ее гистологической картины. От скорости замораживания зависит также протекание процесса при оттаивании замороженного мяса.

    Возникающие при замораживании изменения характеризуются появлением нового структурного компонента – водных кристаллов и изменением общего вида и толщины мышечных волокон. Кристаллы в мясе образуются за счет переноса кристаллизующейся жидкости из тканевого сока. Распределение вымерзшей влаги в мясе неравномернее, чем глубже расположен слой.

    Кристаллы, возникающие при замораживании, механически повреждают мышечные волокна. Кристаллы, расположенные в волокнах, прежде  всего  разрыхляют, а затем по мере роста спрессовывают отдельные пучки миофибрилл, оттесняя их к сарколемме. Кроме того, формируя внутри волокна каналы, они повреждают его структуру. В связи с этим в волокнах, содержащих кристаллы, раньше начинает исчезать поперечная исчерченность.

    Вместе с тем рост кристаллов тесно связан со сложнейшими физико-химическими и биохимическими процессами, происходящими в мясе в период раннего автолиза, замораживания и хранения. При замораживании и хранении связанная внутриклеточная вода отнимается от клеточных структур и перемещается. Именно поэтому и формируются канальцы в области расположения кристаллов.

    Следует подчеркнуть, что характер распределения кристаллов, их число, форма, размер, структура и связанная с ними степень разрушения морфологических элементов мышечных волокон и других частей мяса в основном зависят от режимов и способов замораживания.

    Общий вид кристаллов в разных мышцах различен. Так, кристаллы между волокнами в длиннейшей мышце спины даже через 1сут после замораживания крупные, длинные, с неровными краями. Подобные кристаллы сильно деформируют расположенные с ними по соседству мышечные волокна. Поэтому в замороженном мясе длиннейшей мышцы спины часто обнаруживают фрагментированные волокна с сильно изрезанными, изуродованными краями.

    При проведении процесса замораживания мяса важно уменьшить вытекание мясного сока, который содержит белки, пептиды, аминокислоты, молочную кислоту, витамины и минеральные вещества. Количество вытекающего мясного сока зависит в первую очередь от того, медленно или быстро проводят процесс замораживания. При медленном замораживании количество вытекшего мясного сока при последующем размораживании больше, так как вследствие дегидратации клеток возрастает ионная концентрация, и белки повреждаются. Способность набухать и удерживать воду в денатурированных белках понижена, поэтому, после оттаивания мышечные волокна не могут адсорбировать освободившуюся жидкость.

    Количество вытекающего мясного сока зависит не только от скорости замораживания. Так, различные мышцы теряют разное количество мясного сока, а в пределах мышц одной группы потери мясного сока тем меньше, чем больше pH. Кроме того, длительное холодильное хранение мяса перед замораживанием препятствует вытеканию из него мясного сока при последующем размораживании. При этом в процессе созревания мяса высвобождаются ионы кальция и натрия, которые адсорбируются миофибриллярными белками. Количество вытекающего мясного сока зависит от того, наступило ли окоченение мышц перед замораживанием мяса.

    От скорости замораживания зависит также водоудерживающая способность мяса после размораживания: при медленном замораживании эта способность намного меньше.

    При холодильном хранении может измениться структура ткани. При испарении концентрация раствора в поверхностном слое увеличивается до такой степени, что происходят необратимые процессы денатурации белков, усадки клеток, образование корочки на поверхности мяса. Вследствие выделения воды начинаются агрегация и дезагрегация белковых частиц, что приводит к снижению водосвязывающей способности белковых веществ и изменении консистенции и вязкости.

    Изменения, вызываемые перераспределением воды при замораживании, носят преимущественно физический характер, и их интенсивность зависит от скорости охлаждения. Если скорость низкая, то сначала кристаллизуется внутриклеточный тканевый сок, концентрация которого относительно не высока. Кристаллы льда группируются вокруг клеток, где находится клеточный сок высокой концентрации, имеющий низкую точку замерзания.

    Рекристаллизация. Преимущества быстрого замораживания могут быть сведены до минимума в результате процессов рекристаллизации, т. е. роста числа больших кристаллов льда в результате диффузии водяного пара, происходящей из-за разницы давления пара над поверхностью кристаллов. Если в процессе хранения продуктов в замороженном состоянии температура колеблется, то различие в величине кристаллов у медленно- и быстрозамороженных продуктов полностью исчезают. Возникновение крупных кристаллов льда в результате рекристаллизации отрицательно воздействует на качество замороженного мяса, так как происходят деформация и разрыв клетки и увеличиваются потери мясного сока при последующем размораживании.

    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, поступающее непосредственно после первичной переработки, замораживают однофазным способом. Преимущества однофазного способа: сокращается продолжительность процесса, уменьшаются потери массы, мясо становится более высокого качества, сокращаются затраты труда, более эффективно используются производственные площади. В последние годы широкое распространение получило замораживание мяса и субпродуктов в блоках, которые формуют после обвалки мяса.

Мясо и мясопродукты замораживают на воздухе, в растворах солей или некоторых органических соединений, в кипящих хладагентах, при контакте с охлаждаемыми металлическими пластинами. Самый старый способ охлаждения – при помощи тающего или сухого льда. В холодильных устройствах для замораживания мяса и мясопродуктов чаще всего используют теплоту испарения, необходимую для перехода из жидкого состояния в пар. Если давление над поверхностью жидкости уменьшается, то она начинает испаряться или закипать, а ее температура стремится сравняться с температурой, соответствующей давлению пара.Необходимая для испарения теплота отбирается у жидкости и сосуда, в котором она находится, или от окружающей среды. Если пониженное давление над паром будет поддерживаться постоянно, а потеря испаряющейся жидкости всё время возмещаться, то жидкость будет кипеть и непрерывно отбирать теплоту. При этом реализуется так называемый замкнутый холодильный цикл. Часть хладагента непосредственно соприкасается с продуктами. Однако чаще хладагент соприкасается не непосредственно с продуктами, а с одной промежуточной средой (твердой, жидкой или газообразной) или с несколькими средами. По этому признаку способы замораживания делят на две группы: основанные на непосредственном соприкосновении продукта с испаряющимся хладагентом и основанные на косвенном контакте хладагента и продукта через промежуточную твердую, жидкую, газообразную среду или их комбинацию.

Замораживание мяса и мясопродуктов в воздухе. Воздух -  наиболеераспространенная промежуточная среда для отвода теплоты от продукта при замораживании. При замораживании в воздухе скорость замораживания зависит от размера продукта, температуры, скорости циркуляции воздуха. Интенсифицировать процесс замораживания можно путем понижения температуры, повышения скорости движения воздуха и уменьшения толщины продукта.

Экспериментально установлено, что с точки зрения повышения скорости замораживания снижать температуру воздуха в туннельных установках ниже -35⁰С и увеличивать скорость движения воздуха выше 6…8 м/с неэкономично и нецелесообразно. Продолжительность одно – и двухфазного замораживания говяжьих и свиных полутуш, а также бараньих туш приведена в таблице.

Параметры замораживания различных видов мяса

Таблица 31

Вид мяса	Температура воздуха в камере, 0С	Продолжительность замораживания, ч
		Однофазный способ		Двухфазный способ
		Естественная циркуляция воздуха	Принудительная циркуляция воздуха	Естественная циркуляция воздуха	Принудительная циркуляция воздуха
Говядина	-23	36…44	29…35	29…35	23…28
Свинина	-30	26…32	22…27	21…26	18…22
баранина	-35	22…27	19…23	18…22	15…18

 

            Потери массы при однофазном замораживании в зависимости от категории упитанности составляют 1,58…2,1%, при двухфазовом замораживании они увеличиваются на 30…40%. Органолептические показатели мяса, замороженного в парном состоянии, выше, чем замороженного после охлаждения.

 Тушки птицы замораживают в воздухе при тех же режимах, что и мясо животных других видов; продолжительность процесса замораживания мяса птицы зависит от вида, упитанности тушек, режимов замораживания и составляет 24…27ч.

Замораживание мяса и мясопродуктов в жидких кипящих средах. Основное требование при реализации этого способа замораживания – полная индифферентность хладагента и отсутствия каких бы то ни было реакции между ним и компонентами замораживаемого продукта. В качестве хладагентов используют сжиженные азот, диоксид углерода и фреон. Данным способом охлаждают тушки птицы и упакованные куски мяса. Сжатый газ из компрессора холодильной установки подается в конденсатор, а из него в жидким виде через специальный регулировочный клапан поступает в морозильную камеру, где орошают продукт. В последние годы получает распространение замораживание продуктов жидким фреоном, имеющим температуру -30⁰С.

Данный способ отличается быстротой замораживания продукта, простотой регулирования продолжительности замораживания, возможностью включать установку в линию обработки с нормальной температурой рабочего помещения и отсутствием потерь при замораживании. К недостатку процесса  можно отнести низкую экономичность процесса.

В МГУПБ разработан способ замораживания мяса при помощи жидкого азота путем опрыскивания. Продукты укладывают на ленту конвейера и сначала охлаждают холодным газообразным азотом, а затем опрыскивают жидким азотом. Продукты, имеющие начальную температуру 20…21⁰С, замораживаются до -18⁰С в течение 1…5мин в зависимости от размеров. На замораживание 1кг продуктов расходуется 1…1,5кг жидкого азота. Продукт, замороженный в жидком азоте, имеет высокие качества, во время размораживания из него вытекает меньше мясного сока. Однако жидкий азот имеет высокую стоимость.

Замораживание в жидких некипящих средах. В качестве жидких охлаждающих средств используют водные растворы хлорида натрия или кальция определенной концентрации, а так же смесь воды с пропиленгликолем при температуре не выше -20⁰с. Этот метод применяют для замораживания тушек птицы путем орошения или погружения. Для предохранения от воздействия растворов продукт герметично упаковывают в полимерные материалы, плотно прилегающие к поверхности продукта. После замораживания растворы смывают с поверхности упаковки водой. Средняя продолжительность замораживания тушек птицы в растворе хлорида кальция при температуре -26…-30⁰С составляет 20…30мин. Быстрый теплоотвод позволяет получить замороженные продукты высокого качества.

Хранение замороженных продуктов. Мясо и мясопродукты хранят при температуре -18…-25⁰С и относительной влажности воздуха 92…98%. Продолжительность хранения продукта зависит от его вида, температуры и наличия или отсутствия упаковки.

Параметры хранения замороженного мяса в тушах, полутушах и четвертинках

Таблица 32

Вид мяса	Паспортная температура воздуха в камере,0С	Предельные сроки хранения, мес, не более
Говядина, конина, буйволятина, верблюжатина в полутушах и четвертинках	-12 -18 -20 -25	8 12 14 18
Баранина, козлятина в тушах, оленина в тушах и полутушах	-12 -18 -20 -25	6 10 11 12
Свинина в полутушах	-12 -18 -20 -25	3 6 7 12

 

Параметры хранения замороженных упакованных блоков из мяса и субпродуктов

Таблица 33

Блоки из замороженного мяса и мясопродуктов	Паспортная температура воздуха в камере,0С	Предельный срок хранения, мес, не более
		мяса	субпродуктов
Говядины	-12 -18 -20 -25	8 12 14 18	4 6 7 10
Свинины	-12 -18 -20 -25	5 6 8 12	4 5 5 6
Баранины	-12 18 -20 -25	6 10 11 12	4 6 7 8
Шпика колбасного хребтового и бокового,	-12 -18 -20 -25	3 6 8 12	- - - -
Грудинки свиной	-12 -18 -20 -25	- - - -	4 6 7 8
Мяса говяжьих и свиных голов, обрези мясной жилованной говяжьей, свиной и бараньей, субпродуктов, щековины.	-12 -18 -20 -25	- - - -	4 6 7 8
Свиной шкурки, соединительной ткани и хрящей от жиловки мяса	-12 -18 -20 -25	- - - -	1 1 1 3
Мяса механической дообвалки (мясная масса) говяжье, свиное, баранье Мяса механической дообвалки (мясная масса): куриного утиного	-18     -18 -18	1     3 2	-     - -

Замороженное мясо, рассортированное по видам и категориям упитанности, хранят в плотно сформированных штабелях на напольных решетках или стоячих поддонах которые устанавливают в два- четыре яруса электропогрузчиком. Загрузка 1м³ грузового объема камеры замороженным мясом для говядины в четвертинах составляет 400кг, в полутушах – 300, для свинины в полутушах – 450, для баранины в тушах – 300кг. Потери массы (усушка) при хранении замороженного мяса зависят от его упитанности, этажности и емкости холодильников, географической зоны и времени года; они составляют 0,05…0,3% за 1мес. Для снижения потерь мясо упаковывают в полиэтиленовые и другие материалы. В этом случае усушка сокращается в 5…8 раз. С понижением температуры хранения продолжительность хранения замороженного мяса увеличивается.

Замороженное мясо хранят в камерах, оборудованных, как правило, батареями непосредственного испарения аммиака. При продолжительном хранении вследствие высыхания поверхности мяса мышечная ткань обезвоживается и консистенция мяса уплотняется.  Жир приобретает зернистую структуру и крошится. При увеличении продолжительности хранения мясо становится более темным в результате высушивании, увеличения концентрации миоглобина и гемоглобина и перехода их соответственно в метмиоглобин и метгемоглобин. По мере увеличения длительности хранения изменяется микроструктура мышечной ткани в плоть до исчезновения поперечной исчерченности.