Охлаждение мяса. Способы, условия и их оценка. Изменения в мясе при охлаждении.

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

Окислительные процессы. При охлаждении и последующем хранении происходят обесцвечивание мяса и мясопродуктов в результате окисления пигментов мышечной ткани - миоглобина и крови - гемоглобина. Миоглобин с кислородом воздуха образует оксимиоглобин, придающий мясу яркую окраску.

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

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

Микробиологические  процессы.  Микроорганизмы, обитающие на сырых мясопродуктах, поступающих на холодильную обработку, весьма разнообразны. Прежде всего, они различаются температурой роста и раз­множения. Так, мезофильные микроорганизмы прекращают рост и размножение при температуре 5 °С и выше; оптимальная температура для их жизнедеятельности 36-37⁰С. В отличие от мезофилов психрофилы способны размножаться и расти при 0-5°С. К группе психрофилов относятся плесневые грибы. Большинство микроорганизмов не развивается при температуре ниже точки замерзания тканевой жидкости (-0,6÷-1,2°С). Скорость проникновения микроорганизмов вглубь мяса зависит от их вида, свойств и способов обра­ботки сырья. Например, при температуре около 0⁰С за 30 сут хранения мик­роорганизмы проникают в мясо на глубину до 1 см.

При поступлении на холодильную обработку и хранение на мясопро­дуктах находятся психрофильные и многие мезофильные микроорганизмы. В условиях холодильного хранения они постепенно отмирают, однако, даже после длительного хранения какое-то их количество остается жизнеспособ­ным.

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

При охлаждении в аэробных условиях (т. е. при доступе кислорода воз­духа) бактерии размножаются быстрее: их общее количество на 1 см 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, тем хуже развиваются микроорганизмы. Кроме па­раметров хранения (температуры и влажности воздуха) на степень обсеме- ненности мяса микроорганизмами влияют санитарно-гигиенические условия содержания, транспортирования, подготовки к убою скота, переработки туш, обескровливания, съемки шкур, извлечения внутренних органов и зачистки туш. На 1 см поверхности свежего мяса, при соблюдении санитарных требо­ваний переработки, насчитывают от тысяч до десятков тысяч микроорганиз­мов, среди которых, приблизительно, 20 родов бактерий, 10 родов плесне­вых грибов, а также дрожжи.

Предельные значения рН среды, при которых микроорганизмы могут развиваться, колеблются от 4,0 до 9,0, причем оптимальные значения рН лежат в узкой области. Несмотря на то, что цитоплазма­тическая мембрана клеток микроорганизмов малопроницаема для ионов водорода, отклонение величины рН от оптимальной может существен­но затормозить рост микрофлоры.

В процессе послеубойного хранения мяса последовательно развивают­ся автолитические процессы и, связанные с ними, физико-химические и мик­роструктурные превращения тканей, которые приводят к изменению конси­стенции, сочности, вкуса, аромата и водосвязывающей способности мяса. Температурный режим охлаждения не только определяет интенсивность гли­колитических процессов, но и влияет на характер изменения белковых сис­тем и устойчивость белков к воздействию ферментов. При быстром охлажде­нии говядины и баранины на первом этапе воздействия холодом может изме­ниться ход автолитических процессов вследствие развития, так называемой, холодной контрактации, приводящей к увеличению жесткости мяса, мало­устраняемой при его длительном хранении, и снижению водосвязывающей способности, особенно в периферийных слоях туши. Развитие холодной кон­трактации обусловлено тем, что быстрое понижение температуры мышечной ткани приводит к нарушению действия кальциевого насоса в результате инактивации системы, регулирующей уровень АТФ в саркоплазматическом ретикулуме. Массированное выделение ионов кальция из саркоплазматиче­ского ретикулума стимулирует АТФ-азную активность миозина и распад АТФ саркоплазмы, что приводит к образованию поперечных мостиков между актином и миозином. Различия в изменении состояния миофибриллярных белков при разных режимах охлаждения сказываются также и на атакуемости белков протеолитическими ферментами.

Повышение жесткости мяса при быстром охлаждении связано и с ин­гибированием процессов автолиза.

С целью устранения холодной контрактации некоторые специалисты предлагают выдерживать мясо после убоя при температуре 10-15°С в течение 10-12 ч. Однако, такой температурный режим может способствовать росту микробиологической обсемененности.

Улучшение качественных характеристик охлажденного мяса на стадии последующего хранения связано с частичной диссоциацией актомиозинового комплекса и распадом белков саркоплазмы и миофибрилл под действием протеаз, активность которых зависит от степени их выхода из лизосом и ве­личины рН.

Наиболее ранним признаком порчи в обычных условиях хранения мяса в полутушах и крупных отрубах является появление слизи на их поверхно­сти. При этом поверхность становится липкой, ухудшается товарный вид мяса, изменяются вкус и запах. Основная причина порчи охлажденного мяса - размножение психрофильной аэробной микрофлоры. Гнилостные микроор­ганизмы, развиваясь в кровеносных сосудах вблизи костей и суставов, выде­ляют продукты жизнедеятельности, ухудшающие органолептические свойст­ва мяса. Патогенные и токсигенные бактерии, выжившие на мясе при низких температурах, в случае создания условий для их развития, могут стать при­чиной пищевых отравлений. Плесени появляются, прежде всего, на тех уча­стках поверхности мяса, возле которых затруднена циркуляция воздуха (за­тылочная впадина, зарез, паховые складки, внутренняя поверхность ребер). За редким исключением, они не проникают вглубь тканей более чем на 2 мм.

Помимо температуры, на стойкость мяса к микробиологической порче при охлаждении и последующем хранении, влияют первоначальное количе­ство микроорганизмов на поверхности мяса, величина рН, влагосодержание поверхностных слоев мяса. Сроки хранения охлажденного мяса с рН выше 6,2 сокращаются более, чем в 2 раза. Смещение величины рН мяса в кислую сторону при автолизе мяса повышает его стабильность к микробиологиче­ской порче.

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

На качество мяса и мясопродуктов, в период охлаждения и последую­щего хранения, большое влияние оказывает взаимодействие с внешней сре­дой.

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

Скорость охлаждения в любой точке охлаждаемого тела пропорцио­нальна разности температур этой точки и окружающей среды.

Важным фактором в процессе охлаждения является массообмен с внешней средой, поскольку, потери влаги (т.е. усушка) в про­цессе охлаждения мяса могут достигать 2% и более. Уменьшить усушку мяса в период охлаждения можно, повышая относительную влажность воздуха до значения, близкого к 100%, с помощью специаль­ных технических средств, либо сокращая продолжительность охлаж­дения путем рационального распределения направления движения возду­ха в камере охлаждения. Для уменьшения усушки полутуши обертывают простыней или упаковывают в полимерные пленочные материалы. При­менение этого способа, помимо снижения усушки, позволяет улучшить сани­тарно-гигиенические условия охлаждения и способствует сохранению внешнего вида мяса: задерживает обесцвечивание жира, сохраняет ес­тественный цвет мяса, предотвращает  образование морщинистости

на поверхности туши. На усушку влияют также вид мяса, размеры туши или полутуши, содержание жира в мясе. Допускаемые пределы усушки регламентируются в зависимости от конкретных условий охлаждения и особенностей охлаждаемого продукта.

Способы и режимы охлаждения. Мясо и мясопродукты охлаждают в воздушной среде или в жидкостях (воде или рассолах). Охлаждение говяжье­го и свиного мяса в полутушах и бараньего мяса в тушах производят в поме­щениях камерного или туннельного типа. Туши и полутуши подвешивают к троллеям подвесных путей, по которым их передвигают вручную или с по­мощью 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 от 0,1 до 2,0 м/с и понижения температуры в камере до - 3- 5 °С (табл. 29).

При увеличении скорости охлаждения усушка мяса умень­шается (табл.30)

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

Двухстадийное охлаждение проводят при температуре на пер­вом этапе -4 -÷15 °С, скорости движения воздуха 1—2 м/с; на вто­ром этапе (период доохлаждения) температура -1 -1,5 °С скорости движе­ния воздуха 0,1 —2 м/с (табл. 31).

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

Во ВНИИМПе разработан метод гидроаэрозольного охлаждения го­вяжьих и свиных полутуш. Он заключается в том, что полутуши, имеющие температуру в толще бедра 35 - 37°С и на поверхности 20 - 25 °С, орошаются через форсунки тонкодиспергированной водой при температуре 9°С; ско­рость подачи воды 1-2 м/с. Через 3 ч охлаждения температура в толще бедра и на поверхности становится, соответственно, 22-24 и 10-12⁰С, после чего мясо доохлаждают в камерах при 0- -1°С в течение 10-13 ч. Общая про­должительность охлаждения не превышает 16 ч. При гидроаэрозольном ох­лаждении снижаются потери массы, однако, происходит увлажнение поверх­ности, что значительно сокращает срок хранения продукта, а также ухудша­ются 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 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 0­1 °С замедляется или полностью прекращается развитие микрофлоры.

Предложены 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 ÷- 7°С при  скорости движения воздуха 1-2 м/с в течение, соответственно, 1,5 и 2 ч. Третий этап - доохлаждение - проводят при температуре около 0⁰С и ско­рости движения воздуха не более 0,5 м/с. Программное охлаждение го­вяжьих полутуш осуществляют вначале при - 4÷-5°С и скорости движения воздуха 4-5 м/с, затем при 0°С и переменной скорости движения воздуха. Последняя изменяется по определенной программе в пределах от 5 до 0,5 м/с.

Общим для систем охлаждения воздуха является использование венти­ляторов, создающих движение воздуха в охлаждаемом пространстве. При этом существенно повышается коэффициент теплоотдачи. На практике часто наблюдается, что вентиляторы стандартных воздухоохладителей не обеспе­чивают достаточно интенсивную циркуляцию холодного воздуха у поверх­ности охлаждаемых туш. Для повышения эффективности использования воз­духоохладителей целесообразно использование дополнительных вентилято­ров, устанавливаемых в верхней или нижней части остывочных камер.

ВНИИМПом разработана технология быстрого одностадийного охлаж­дения полутуш с последующей разделкой на сортовые и торговые отрубы. Предназначенные для реализации в охлажденном виде отрубы упаковывают под вакуумом, в эластичные усадочные пленки, хранят в холодильнике и транспортируют в стоечных поддонах.

За рубежом в настоящее время на боенских предприятиях применяются такие способы охлаждения, как быстрое, шоковое и ультрабыстрое. При ис­пользовании шокового охлаждения отмечено значительное сокращение усушки и длительности охлаждения по сравнению с быстрым способом ох­лаждения. Применение ультрабыстрого охлаждения обеспечивает еще боль­шее снижение усушки мяса. В целях предупреждения наступления холодово­го сокращения, которое приводит к ухудшению качества мяса, рекомендует­ся проводить шоковое охлаждение туш крупного рогатого скота в сочетании с электростимуляцией.

Охлаждение тушек птицы. Этот процесс завершает технологическую переработку птицы. При максимальной механизации и автоматизации пер­вичной переработки птицы целесообразно использовать интенсивное охлаж­дение тушек для обеспечения поточности процесса.

Мясо птицы охлаждают в воздухе, в льдоводяной смеси или ледяной воде до достижения температуры в толще грудной мышцы 4°С. Воздушное охлаждение осуществляется при 0 - 1 °С 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 12-24 ч. Процесс охлаждения можно интенсифицировать, понижая температуру до - 5 ÷- 4 °С 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 °С, орошая их водопроводной водой, а затем охлаждать их в под­вешенном состоянии при - 4 ÷- 6 °С и скорости движения воздуха 3­4 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. Существует несколько вариантов этого способа: погружение, орошение и их комбинация. Продолжительность охлаждения тушек птицы 20—50 мин. Для предотвращения микробиологической порчи полупотрошеные 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 °С ниже, чем температура ох­лаждаемого воздуха. Распространенными теплоносителями являются рассо­лы - водные растворы хлоридов натрия и кальция. Такое охлаждение назы­вают рассольным, а камерные приборы охлаждения - рассольными.

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.

Смешанное охлаждение сочетает батарейное и воздушное охлаж­дение. Этот вид охлаждения на предприятиях мясной промышленности не нашел распространения.

В настоящее время непосредственное охлаждение применяют чаще, чем рассольное, как более экономичное. Для его реализации не нужны теп­лоносители и, следовательно, не требуется создания более низкой температу­ры кипения хладагента, как при рассольном охлаждении, что приводит к увеличению холодопроизводительности машины и уменьшению удельного расхода электроэнергии. Кроме того, не расходуется электроэнергия на рабо­ту насосов и вентиляторов, следовательно, нет дополнительной нагруз­ки на компрессор; не требуется дополнительного оборудования (испарите­ли, рассольные насосы, вентиляторы). При установке камер непосредст­венного охлаждения, площадь компрессорного цеха уменьшается, сокраща­ется коррозия металла, а сама система охлаждения более долговечна.

Несмотря на эти преимущества, в ряде случаев, все же пользуются рас­сольным охлаждением: во-первых, для кондиционирования воздуха в поме­щениях, где по правилам техники безопасности и противопожарной безопас­ности нельзя применять непосредственное охлаждение; во-вторых, в уста­новках, в которых трудно обеспечить плотное соединение узлов, а также ко­гда по условиям эксплуатации требуется периодическое разъединение трубо­проводов (например, в холодильной установке изотермического поезда); в-третьих, в установках, расположенных на большом расстоянии от компрессорного цеха. Воздушное охлаждение, несмотря на такие недос­татки, как энергозатраты на работу вентиляторов, необходимость установки воздухоохладителей, воздуховодов и вентиляторов, а также большая усуш­ка продукта при длительном хранении без упаковки, находит широкое применение. К преимуществам воздушного охлаждения относятся: более равномерное распределение температуры и влажности воздуха по объему камеры, чем при батарейном охлаждении; интенсификация процессов охлаж­дения и замораживания; возможность вентилировать камеры и регулировать влажность воздуха благодаря большой скорости движения воздуха, что не­возможно при батарейном охлаждении. Системы воздушного охлаждения менее металлоемкие, их можно полностью автоматизировать.

Поддержание необходимых температуры и скорости движения воздуха в холодильных камерах зависит от правильного размещения оборудования. Различают камеры охлаждения с пристенными и потолочными батареями, когда воздухоохладители размещают, соответственно, на стенках и под по­толком, а также камеры сверхбыстрого охлаждения мяса, в которых возду­хоохладители расположены над подвесным потолком. В помещениях тун­нельного типа охлаждающий воздух движется в продольном или попереч­ном направлении. В камерах с бесканальной системой воздухораспределения и ложным потолком применяют напольные, подвесные и потолочные возду­хоохладители.

Равномерные условия охлаждения полутуш могут быть обеспечены при системе воздушного душирования, когда струйная подача воздуха сверху вниз создает наиболее низкие температуры и высокие скорости движения воздуха в зоне бедренной части полутуш.

Усушку и продолжительность процесса охлаждения мяса можно сни­зить, если использовать воздух, перенасыщенный влагой и циркулирующий с большой скоростью (около 30 м/с). Однако из-за высокой стоимости обору­дования широкого распространения данный метод не нашел.

Субпродукты охлаждают в отдельных камерах, в тазиках слоем толщи­ной не более 10 см, которые размещают на стеллажах, рамах или этажерках. Длительность охлаждения субпродуктов при 0 - 1 °С составляет 18-24 ч. При использовании рассола температурой -4 °С охлаждение субпродуктов сокра­щается до 10 - 12 ч; в этом случае субпродукты помещают в металлические формы с крышками.

Птицу охлаждают в аппаратах туннельного типа с поперечным движе­нием воздуха, на многоярусных тележках. При температуре воздуха -8⁰C и скорости движения 1 - 5_м/с кур охлаждают до температуры 2-3°С в течение 4-5 ч, гусей и индеек - 6-8 ч. Птицу можно охлаждать, погружая ее в льдово­дяную смесь. Тушки, снятые с конвейера, попадают в ванну, заполняя равно­мерно каждую зону, образующуюся между двумя соседними решетками конвейера.

Для тушек птицы предложен метод охлаждения путем впрыскивания в брюшную полость жидкого диоксида углерода.

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

Температура в камере должна быть 0 ÷-1°С, относительная влажность воздуха - 85-90 %, скорость его движения - 0,1 - 0,2 м/с. Туши в камерах холодильного хранения должны быть подвешены так, чтобы они не соприка- садись между собой и омывались потоком холодного воздуха. На 1 м пло­щади охлаждающей камеры должно находиться не более 200 кг мяса в ту­шах или полутушах.

Для увеличения сроков хранения мяса, мясопродуктов и мяса птицы применяют различные упаковки с регулируемыми газовыми средами, ульт­рафиолетовое и ионизирующее излучения, упаковывание под вакуумом, а также электростимуляцию. Использование полиэтиленовых, сарановых и вискозиновых полимерных пленочных 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. Разработаны способы 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% СО₂, при температуре -1 ÷ 1,5⁰С 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 оказывают 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.

Для увеличения срока хранения охлажденной говядины предлагается проводить озонирование: первые 4 сут по 4 ч ежедневно, при концентрации озона 10-20 мг/м³ , затем по 3 ч через каждые 2 сут при концентрации озона 4-6 мг/м . Однако, при использовании озона следует иметь в виду возмож­ность конденсации между белковыми компонентами клеточных мембран и продуктами распада мальозонида, а также окисления тиоловых групп фер­ментов, в результате которых образуются токсичные вещества. Применение озона не получило распространения при хранении охлажденного мяса. Увеличить сроки 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 -1 ÷ -1,5⁰С увеличивается до 2 мес. При более высоких дозах облучения происходит большая гибель 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 °С и относительной влажности воздуха 85-90%, а охлажденное быстрым способом — до 4 нед при температуре - 1 °С и  относительной влажности воздуха 90- 95 %.

Допускается холодильное хранение говядины в корабельных трю­мах при температуре воздуха 0 ÷ -2⁰С, содержании СО₂ 10-11 % и относи­тельной влажности воздуха 91 % в течение 45 сут. Потери массы при этом в среднем 0,14% в сутки. Охлажденное мясо птицы хранят в холодильных ка­мерах при 0 -2°С и относительной влажности воздуха 80-85 %. Срок хране­ния тушек птицы 5 сут. При хранении тушек, упакованных в полиэтиленовые или сарановые пакеты, срок увеличивается до 7-10 сут.

Подмораживание мяса. Способы, условия и их оценка. Изменения в мясе при подмораживании.

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 °С в течение 15­20 сут. Подмораживают, в основном, парное мясо. Режимы подмораживания мяса различных видов различаются только по продолжительности. Так, при температуре воздуха -30 ÷- 35 °С и скорости его движения 1-2 м/с длительность подмораживания говядины 6-8 ч, свинины 6-10 ч.

В подмороженном мясе автолитические процессы замедляются, но не останавливаются. В первые сутки хранения при -2°С 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 °С вместо 24 ч отодвигается на 10-12 сут, а созревает мясо через 15-20 сут. При хранении подмороженного мяса значительно снижается его микробиальная порча и первые признаки ослизнения поверхности появляются через 35-40 сут.

В процессе хранения при -2 °С в течение 10-12 сут сорбционная спо­собность мяса снижается и, наблюдаемое в этот период понижение сорбци­онной способности, совпадает с наступлением окоченения. После окончания окоченения сорбционная способность возрастает и через 12—14 сут хранения увеличивается на протяжении всего срока дальнейшего хранения.

При хранении в подмороженном мясе происходит интенсивное накоп­ление свободных аминокислот, и суммарное содержание свободных амино­кислот через 12 сут хранения мяса при -2⁰С достигает примерно такого же уровня, как и в мясе, хранившемся при 2⁰С в течение 7 сут. 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- 2°С происходит с меньшей скоростью, чем при 2⁰С. При хране­нии мяса в условиях низких положительных температур наибольшее содер­жание летучих ароматических веществ наблюдается через 6-7 сут, а при тем­пературе, близкой к криоскопической - через 14-16 сут. 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. После электростимуляции макси­мальное посмертное окоченение мяса наблюдается через 24 ч. Гистологиче­ские исследования мышечных волокон мяса, подверженного электро­стимуляции в разные периоды автолиза, показали, что такая обработка ус­коряет созревание мяса.

В мясе птицы биохимические процессы происходят с большей интен­сивностью и ферментация заканчивается быстрее. Процесс посмертного око­ченения в подмороженном мясе птицы наступает на 2-3-й сутки хранения; а при температуре 0-2⁰С водоудерживающая способность становится мини­мальной через 2-3 сут. По окончании окоченения водоудерживающая спо­собность увеличивается и достигает максимума через 10-15 сут. Тушки птицы подмораживают в упакованном виде после предварительного охлаж­дения. Продолжительность подмораживания мяса птицы в камерах при -23°С и скорости движения воздуха 3-4 м/с составляет 2-3 ч. За это время температура в толще мышц снижается до 0—1 °С. Продолжительность хра­нения подмороженных тушек птицы увеличивается до 20-25 сут (в охлаж­денном состоянии 5-6 сут). Хранят тушки птицы в камерах при -2÷ -3 °С и относительной влажности воздуха 85%.

Замораживание мяса. Способы, условия и их оценка. Изменения в мясе при замораживании.

Замораживание - один из современных и перспективных методов кон­сервирования мяса и мясопродуктов, позволяющий в течение длительного времени сохранить их качество.

При холодильной обработке и хранении в пищевых продуктах проис­ходят сложные процессы, приводящие к различным изменениям исходных свойств. Закономерности воздействия низких температур на органы и основ­ные структурные элементы сложных организмов (клетки и ткани) изучаются учеными, работающими в особой отрасли биологии - криобиологии. 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 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. Замороживание мяса при­водит к изменению его физико-химических и морфологических свойств, а также гибели микроорганизмов. Особенности изменения мясных систем при замораживании определяются 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 0°С, что соответствует его ионной и молекуляр­ной концентрации. Мясной сок начинает замерзать при температуре -0,6÷-1,2 °С. При температуре замерзания в водном растворе начинается кристаллиза­ция воды, и по мере вымораживания воды остаточная концентрация раствора возрастает и температура замерзания еще больше понижается.

Ввиду того, что замерзание сопровождается уменьшением количества воды в растворе, концентрация остаточного раствора постоянно растет, пока не достигнет концентрации самой низкой температурной точки - так назы­ваемой эвтектической точки замерзания. Эвтектическая точка мышечной ткани лежит в интервале —59÷-64°С. 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 и концентрация раствора в межкле­точном пространстве возрастает. Если замораживание происходит медленно, то благодаря разнице концентраций внутри и вне клеток вода из клеток час­тично 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.

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.

Раньше считали, что преобладающая часть потерь сока связана с меха­ническим разрушением клеток под давлением больших кристалликов 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÷-5°С), когда вымерзает основная часть имеющейся воды.

Средняя скорость при быстром замораживании составляет 5-20 см/ч, при умеренно 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 гистологии ткани. От нее зависит также протекание процесса при от­таивании замороженного мяса.

При этом наиболее важной задачей является уменьшение вытекания сока, который содержит белки, пептиды, аминокислоты, молочную кислоту, витамины и минеральные вещества. Количество вытекающего сока зависит, в первую очередь, от того, как медленно или быстро проводится заморажива­ние. При медленном замораживании количество вытекшего сока больше, так как вследствие дегидратации клеток возрастает ионная концентрация, и бел­ки повреждаются. Способность к набуханию и удерживанию воды в денату­рированных белках понижена, поэтому после оттаивания мышечные волокна не могут адсорбировать освободившуюся жидкость.

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

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

При холодильном хранении могут произойти изменения структуры ткани. При испарении концентрация раствора в поверхностном слое может увеличиться до такой степени, что произойдут необратимые процессы дена­турации белков, усадки клеток, образования корочки на поверхности. Вслед­ствие выделения воды наблюдаются агрегация и дезагрегация белковых час­тиц,что приводит к снижению водосвязывающей способности белковых веществ и изменению консистенции и вязкости.

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

Повышенное давление пара в переохлажденной, но еще незастывшей жидкости внутри клетки вызывает диффузию водяного пара через стенки клеток. При небольшой скорости замораживания количество диффундирую­щей воды оказывается достаточным для образования льда внутри клетки. Этот процесс заканчивается тогда, когда после достижения криогидратной точки клеточный сок полностью затвердевает и через некоторое время, после прекращения замораживания, парциальное давление водяного пара внутри клетки и в межклеточном пространстве уравнивается. Усадка клетки являет­ся следствием процесса замораживания. Она вызвана увеличением концен­трации клеточного сока, что, в свою очередь, способствует химическим из­менениям. Кроме того, в межклеточных пространствах образуются крупные кристаллы льда, которые деформируют и разрушают ткань. Чем выше ско­рость замораживания, тем меньше повреждения клеток и ткани.

Несмотря на некоторое повреждение структуры, замораживание - отно­сительно щадящий способ сохранения качества мяса. Однако, высокая ско­рость замораживания - не единственный фактор, обеспечивающий высокое качество продукта. Необходимо учитывать исходное качество продукта и ус­ловия его хранения в замороженном состоянии.

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 по­стоянно колеблется, то различия 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 размораживании.

Влияние замораживания на микроорганизмы. Вымерзание воды из кле­ток микроорганизмов начинается при достижении точки замерзания. Преоб­ладающая часть воды вымерзает при более низкой температуре в области максимального кристаллообразования; для микроорганизмов этот интервал от -8 до -12⁰С. Поскольку некоторые виды микроорганизмов размножаются при -12°С, продукты следует замораживать до более низкой температуры и хранить при температуре ниже —15⁰С. 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. При температуре -20-25⁰С полностью прекращаются фермента­тивные процессы в клетках, замедляется денатурация клеточных коллоидов. По этой причине при низких температурах скорость гибели микроорганизмов меньше, чем при -8-12°С.

Таким образом, замораживание при низких температурах уничтожает микрофлору не полностью, и в последнее время на первый план все больше выступают проблемы контроля микробиологического загрязнения быстроза­мороженных продуктов. В процессе производства быстрозамороженных про­дуктов исключительно важно поддерживать высокий уровень личной и про­изводственной гигиены.

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 —20°С. При сниже­нии температуры замораживания активность ферментов уменьшается.

После размораживания активность большинства ферментов восстанав­ливается. Активность ферментов 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 свойства 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 замораживания - сокращение продолжительности процесса, уменьшение потерь массы, более высокое ка­чество мяса, сокращение затрат труда на транспортирование, эффективное использование производственных площадей. В последние годы широкое рас­пространение получило замораживание мяса и субпродуктов в блоках, кото­рые формуют после обвалки мяса.

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 продуктов в воздухе. Воздух - наиболее распростра­ненная и промежуточная среда для отвода теплоты от продукта при за­мораживании. При замораживании воздухом скорость замерзания за­висит от размера продукта, температуры воздуха и скорости его циркуляции. Интенсифицировать процесс замораживания можно путем понижения температуры,      повышения скорости движения воздуха и уменьшения толщины продукта.

Экспериментальные исследования показали, что снижать темпе­ратуру воздуха в туннельных установках ниже -35⁰С и увеличивать скорость движения воздуха выше 6-8 м/с неэкономично и нецелесо­образно с точки зрения повышения скорости замораживания. Продолжи­тельность одно- и двухфазного замораживания говяжьих и свиных полутуш, а также бараньих туш приведена в табл.32.

Потери массы при однофазном замораживании, в зависимости от кате­гории упитанности 1,58-2,1%, при двухфазном 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; продолжительность процесса, в зависимости от вида птицы, упи­танности тушек и режимов замораживания, - 24-27 ч.

Замораживание в жидких кипящих средах. Основное требование при реализации этого способа замораживания - полная индифферентность хлада­гента и отсутствие каких бы то ни было реакций между ним и компонентами замораживаемых продуктов. В качестве хладагентов используют сжиженные азот, диоксид углерода, и фреон. С помощью данного способа осуществляют охлаждение тушек птицы и упакованных кусков мяса. Сжатый газ после компрессора холодильной установки подается в конденсатор, а из него в жидком виде, через специальный регулировочный клапан, поступает в моро­зильную камеру, где орошает продукт. В последние годы получает распро­странение замораживание продуктов жидким фреоном, имеющим темпе­ратуру -30⁰С.

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

Разрабатывается способ замораживания продуктов с помощью жидкого азота, причем, в настоящее время находит применение замораживание про­дукта путем опрыскивания азотом Продукты укладывают на ленту конвейера и сначала охлаждают холодным газообразным азотом, а затем опры­скивают жидким азотом. Продукты, имеющие начальную температуру 20­21⁰С, замораживаются до -18°С в течение 1-5 мин в зависимости от размеров. На замораживание 1 кг продуктов расходуется 1-1,5 кг жидкого азота. Про­дукт, замороженный в жидком азоте, имеет высокие качества, во время раз­мораживания из него меньше вытекает мясного сока. Однако, жидкий азот дорого стоит.

Замораживание в жидких некипящих средах. В качестве жидких охла­ждающих сред используют водные растворы хлорида натрия или кальция оп­ределенной концентрации, а также 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. После замораживания растворы удаляют во­дой.

Средняя продолжительность замораживания тушек птицы в растворе хлорида кальция при —26—30°С составляет 20—30 мин. Быстрый теплоот­вод позволяет получить высокое качество продукта.

Замораживание между металлическими плитами. Контактное взаимо­действие продукта с низкотемпературной поверхностью обеспечивает со­кращение процесса по сравнению с процессом замораживания в воздухе в 1,5-2,0 раза. Наиболее распространено замораживание мясных блоков между металлическими пластинами. Сформированные блоки направляют в плиточ­ный морозильный аппарат. Продолжительность замораживания блока бес­костного мяса массой 25 кг при - 35⁰С до температуры в толще -8⁰С состав­ляет 4-5 ч. Этот способ позволяет, при быстром замораживании, лучше со­хранить исходные качества продукта и снизить потери массы.

Для замораживания мяса в блоках и птицы используют различные упа­ковочные материалы, в частности, синтетические полимерные пленки с низ­кой газо- и паропроницаемостью, устойчивые к действию хладагента и ком­понентов пищевых продуктов (воды и жира), обладающие необходимой ме­ханической прочностью в широком диапазоне температур.

Для упаковывания продукта сложной формы применяют усадочные пленки, обеспечивающие плотное облегание продукта.

При замораживании вторых блюд используют алюминиевую фольгу в комбинации с полимерными материалами, из которой делают емкости раз­личной формы. В настоящее время широко применяют картонные подложки, покрытые пластическим материалом, устойчивые к воздействию высоких и низких температур.

Хранение замороженных продуктов. Мясо и мясопродукты хранят при —18 °С и относительной влажности воздуха 92—98 %. Продолжительность хранения мяса зависит от его вида, температуры и наличия упаковки (табл.33,34).

Замороженное мясо, сортированное по видам и упитанности, хранят в плотно сформированных штабелях на напольных решетках или в стоечных поддонах, которые устанавливают в 2-4 яруса с помощью электропо­грузчика. Загрузка 1 м³ грузового объема камеры замороженным мясом для говядины в четвертинах 400 кг, в полутушах — 300, для свинины в полутушах - 450, для баранины - 300 кг. Потери массы (усушка) при хранении мо­роженого мяса зависят от упитанности сырья, этажности и емкости холо­дильников, географической зоны и времени года; они составляют 0,05-0,3 % за один месяц. Для снижения потерь мясо упаковывают в полиэтиленовые и другие материалы. В этом случае усушка сокращается в 5-8 раз. При темпе­ратуре ниже —18 °С продолжительность хранения всех видов мяса увеличи­вается до 18-24 мес.

Замороженное мясо хранят в камерах, оборудованных, как правило, ба­тареями непосредственного испарения аммиака. При продолжительном хра­нении вследствие высыхания поверхности мяса, мышечная ткань вдавливает­ся и консистенция мяса уплотняется. Жир приобретает зернистую структуру и крошится. При увеличении продолжительности хранения, мясо становится более темным в результате высушивания, увеличения концентрации кровя­ных пигментов и перехода гемоглобина в метгемоглобин. По мере увеличе­ния длительности хранения изменяется мышечная ткань, вплоть до исчезно­вения поперечной полосатости мышц.

Конец хранения устанавливает ветеринарно-санитарная экспертиза, в зависимости от степени высыхания поверхности, внешнего вида, потери ха­рактерных для мяса запаха и вкуса, прогоркания жира и плесневения мяса.

Оборудование для замораживания мяса. Мясо и мясопродукты замо­раживают в помещениях камерного и туннельного типа, а также в морозиль­ных аппаратах. Камеры оборудованы пристенными или потолочными бата­реями, в которых циркулирует хладагент. Серьезными недостатками камер являются большая продолжительность процесса, неравномерность замора­живания и высокая усушка мяса. Интенсифицировать процесс можно в тун­нелях быстрого замораживания, где батареи охлаждения размещены между рядами подвесных путей. Скорость замораживания регулируется за счет при­нудительной циркуляции воздуха.

В НПО «Агрохолодпром» разработаны универсальные морозильные камеры для сверхбыстрого охлаждения или быстрого замораживания парного мяса, в которых можно регулировать температуру от —10 до —35°С. Между колоннами здания устроены четыре туннеля, вдоль каждого туннеля уста­новлены пристенные батареи непосредственного испарения аммиака. Темпе­ратура в туннеле —35⁰С, скорость движения воздуха до 3 м/с; продолжи­тельность замораживания мясных полутуш 14-16 ч.

В камерах туннельного типа можно реализовать непрерывный техно­логический процесс, осуществить его автоматизацию и программирова­ние. Использование туннелей для замораживания свиных и говяжьих полутуш, а также бараньих туш позволяет уменьшить усушку мяса на 40— 50 %.

Блочное мясо, субпродукты, полуфабрикаты, готовые блюда, эндок­ринно-ферментное сырье можно замораживать в морозильных аппаратах. Продукты помещают на ленточный транспортер, тележки или на этажерки, движущиеся по рельсу. На установке быстрого замораживания можно замо­раживать пельмени, кнедли, котлеты и другие полуфабрикаты.

В морозильном аппарате для замораживания штучных изделий ленточ­но-спирального типа вокруг вращающегося цилиндра смонтирована спираль, по которой перемещается ленточный конвейер. Продукт с помощью загру­зочного устройства попадает на ленту и перемещается по спирали вверх к разгрузочному устройству. Поток холодного воздуха направлен сверху вниз, перпендикулярно к ленте, т. е. движется противоточно по отношению к про­дукту, что обеспечивает повышение скорости замораживания и уменьшение усушки. Аппарат оборудован автоматическим устройством для мойки и сушки ленты.

Наряду с воздушными морозильными аппаратами используют плиточ­ные аппараты, в которых замораживают мясо в блоках, субпродукты, фарши и эндокринно-ферментное сырье. Замороженные в этих аппаратах продукты имеют правильную форму, что облегчает их упаковывание и дает возмож­ность эффективно использовать объем камер хранения. В плиточных аппара­тах продукт размещают между подвижными морозильными плитами. В ре­зультате перемещения плит происходит подпрессовывание продукта, что обеспечивает хороший контакт с охлаждаемой поверхностью и способству­ет интенсификации теплообмена.

Горизонтально-плиточные аппараты в большинстве случаев являются устройствами периодического действия: загрузка и выгрузка продукта мо­жет быть ручная или механизированная.

К вертикально-плиточным относятся мембранные морозильные аппа­раты, в которых происходит формирование и замораживание блоков. Они представляют собой прямоугольную емкость с подвижным дном, в которой установлены вертикальные морозильные плиты, состоящие из двух стальных мембран. Аппарат загружают с помощью питателя, из которого мясо в упаковке поступает в формы. После загрузки в пространство между мембра­нами подается хладоноситель, под давлением которого стальные пластины раздвигаются и плотно прижимаются к продукту. После окончания замора­живания хладоноситель отключается, и за счет разности давлений, стальные мембраны отходят от блоков. Замороженные блоки, после открывания под­вижного дна, выгружаются из аппарата на ленточный конвейер и направля­ются в камеры хранения. В модернизированных аппаратах мембранные ка­меры заменены на цельнометаллические перемещающиеся морозильные плиты.

Рядом преимуществ обладают роторные морозильные аппараты пуль­сирующего действия с заданным циклом. Температура замораживания в них -30 - 40⁰С. Ротор состоит из радиально расположенных секций, укреплен­ных на пустотелом валу, через который хладагент поступает в морозильные плиты. Загрузка и выгрузка продуктов механизированы. В этих аппаратах замораживают упакованные жилованное мясо, субпродукты. В роторных мо­розильных аппаратах сокращена продолжительность замораживания в 1,5—2 раза по сравнению с воздушными морозильными аппаратами, обеспечивают­ся непрерывность процесса, механизация загрузки и выгрузки, возмож­ность автоматического регуглирования режима работы, хорошие са­нитарно-гигиенические условия.

Для замораживания субпродуктов и неупакованных мясных продуктов используют гравитационно-ленточные конвейерные морозильные аппараты ГКА-2 и ГКА-4 производительностью 860—900 кг/ч. Температура заморажи­вания в них —30—35 ⁰С, скорость движения воздуха 3 м/с.

Уменьшение потерь массы и сохранение качества продуктов при за­мораживании можно достичь в аппаратах с использованием жидкого азо­та. В этих аппаратах продукт замораживают путем погружения в хлада­гент.

Размораживание мяса. Методы и их оценка. Изменения, проходящие в мясе при размораживании.

 При размораживании температуру в толще мяса доводят до близкой к криоскопической или выше ее в зависимости от дальнейшего ис­пользования мяса. Размораживание мяса применяют при производстве колбас, соленых изделий, консервов и полуфабрикатов.

На качество размороженных пищевых продуктов влияют их свойст­ва до замораживания, скорость замораживания, а также условия и про­должительность хранения.

Размораживание осуществляют в воде, воздухе, с использованием различных растворов или паровоздушной смеси. В зависимости от температуры и скорости движения воздуха процесс размораживания может быть медленным, ускоренным или быстрым. При медленном размораживании температуру воздуха вначале поддерживают в пределах 0- 3°С, затем повышают до 8 ⁰С; при этом относительная влажность воздуха 90—95 % и скорость его движения 0,2—0,3 м/с. Продолжительность размо­раживания при таких параметрах 3—5 сут.

Ускоренное размораживание проводят при температуре воздуха 16­20⁰С, относительной влажности 90—95 % и скорости его движения 0,2—0,5 м/с. В этих условиях размораживание длится 24—30 ч.

Быстрое размораживание осуществляют в паровоздушной среде при ее температуре 20—25 °С, относительной влажности 85—90 % и скорости дви­жения 1-2 м/с. Продолжительность размораживания в этом случае 12-16 ч.

Вследствие нарушения структурных образований и выделения фермен­тов во внешнюю среду интенсивность катализируемых ими реакций, при по­вышенной температуре размораживания, может быть весьма различной. Это обстоятельство следует учитывать при определении условий нагревания мя­са, замороженного в парном состоянии, так как не исключена возможность развития в мышечной ткани посмертного окоченения, если замороженное сырье хранилось кратковременно. Важным показателем является микробио­логическая загрязненность размороженного продукта, поскольку активизация микрофлоры, сохранившей жизнеспособность при замораживании и хране­нии, а также воздействие неинактивированных ферментов, может привести к резкому ухудшению качества.

Скорость размораживания влияет на потери мясного сока, которые за­висят от выделения мясного сока, испарения воды или поглощения влаги, конденсирующейся на поверхности продукта в ходе размораживания.В зави­симости от условий размораживания потери мясного сока составляют 0,5-3%.

Лучшими качественными показателями обладает мясо, размороженное при 20°С и относительной влажности воздуха 95%. Поверхность мяса после размораживания влажная, цвет розовый, консистенция удовлетворительная, запах свежий. Скорость размораживания при высоком качестве продукта можно повысить, используя специальные установки, в которых в соответст­вии с особенностями объекта размораживания в ходе процесса изменяются температура, относительная влажность и скорость циркуляции воздуха.

Недостатками традиционных методов размораживания являются:

• значительная продолжительность процесса - от 24 до 30часов;
• дополнительное обсеменение, так как сырье длительное время находится на открытом воздухе при температуре, способствую­щей развитию микроорганизмов;
• высокие эксплуатационные расходы;
• нерациональное использование производственных площадей;
• невозможность получать равномерную температуру сырья;
• и, самое главное, потери составляют 4-10% от массы сырья.

Сегодня существует несколько, относительно эффективных методов размораживания и, соответственно, оборудование для их реализации.

Размораживание подогретым воздухом в специально оборудованных модульных или стационарных камерах. К плюсам такого метода можно от­нести автоматизацию процесса и достаточно высокую равномерность темпе­ратур в сырье. Но потери массы продукта весьма велики за счет его высыха­ния. Кроме того, на поверхности продукта может образовываться корка. Что касается блоков, то иногда предлагается размораживать их, не вынимая из упаковки. Это предупреждает образование корки, однако, не спасает продукт от высоких потерь. Конечно, мясной сок в этом случае, почти не вытекает на пол, но он накапливается в упаковке и все равно теряется. Кроме того, под пленкой возникает «парниковый эффект», который создает благоприятную среду для развития микроорганизмов.

Размораживание в результате подогрева воздухом с распылением на поверхность продукта воды (орошение). При этом методе за счет создания повышенной влажности потери, по сравнению с первым вариантом, не­сколько уменьшаются, и предотвращается подсыхание поверхности продук­та. С другой стороны, повышенная влажность вызывает набухание поверхно­стного слоя. Эта несвязанная влага в дальнейшем может привести к возник­новению бульонных отеков в колбасных изделиях. Иногда для нагрева ис­пользуют подачу пара низкого давления.

И первый, и второй методы дают возможность получить заданную тем­пературу сырья с довольно высокой точностью, за счет применения датчи­ков, вводимых в продукт.

Размораживание в микроволновых установках. Безусловным плюсом данного метода является недостижимая при других методах скорость процес­са. Однако, количество отрицательных моментов делает этот метод неприем­лемым для большинства предприятий. Основные минусы - потребление большого количества электроэнергии, высокая стоимость оборудования, не­возможность получения более или менее однородной температуры на по­верхности и в центре продукта (разность этих температур может достигать 10-15°С), большие потери.

Размораживание в вакуумных массажерах. Осуществляется за счет впрыска пара в барабан массажера при контролируемом вакууме. Наиболее прогрессивный на сегодня метод разработан и запатентован французской компанией LUTETIA.

Метод имеет только одно ограничение - он не применим для размора­живания полутуш и сверхделикатных продуктов (например, красная икра в блоках). Широко используется для размораживания мясных блоков, отрубов, отдельно замороженных продуктов (например, тушек птицы).

Метод основан на двух взаимосвязанных процессах:

• подогрев сырья за счет впрыска сухого пара низкого давления;
• разделение блоков на части и выравнивание температур за счет вращения барабана массажера.

Использование данного метода помогает решить большинство задач, связанных с размораживанием.

Сокращение времени. Процесс длится от 4 ч (птица в блоках по 15 кг) до 12 ч (говядина в блоках по 25 кг). Время зависит от вида продукта, разме­ра блока или куска, наличия костей, жирности и т.д. В любом случае, машина делает не менее двух циклов в сутки.

Снижение эксплуатационных расходов. Так как пар впрыскивается до- зированно, с максимальной теплоотдачей, его расход на весь процесс не пре­вышает 10-12% от массы размораживаемого сырья. Значительную часть про­цесса барабан массажера находится в состоянии покоя, поэтому расход элек­троэнергии минимален. Управляет процессом автоматика, не требующая присутствия оператора.

Сокращение площадей дефростационной камеры. Достаточно сказать, что массажер с разовой загрузкой 3,5 т блоков (то есть с произ­водительностью по дефростации от 7 до 14 т в сутки) занимает 8,5 м .

Улучшение санитарного состояния сырья. В связи с тем, что продукт в течение всего процесса находится в вакууме, дополнительного обсеменения сырья не происходит. После окончания размораживания сырье может нахо­диться в вакууме до того момента, когда оно потребуется в производстве (но не более двух суток).

На этом моменте хотелось бы остановиться особо. Многие предприятия сегодня стараются обеспечить своей продукции «хорошие» сроки хранения. В ход идут специальные оболочки, консерванты и т.д. При этом, зачастую, на второй план отходят санитарные нормы. А ведь от того, как сырье хранилось, размораживалось, транспортировалось, во многом зависят микробиологи­ческие показатели готового продукта. И применение для размораживания именно вакуумных массажеров в значительной мере решает эту проблему. Кроме того, помещение, в котором идет процесс, всегда остается чистым.

Точность и равномерность температуры сырья. Автоматика масса­жера постоянно отслеживает температуру внутри барабана, корректируя процесс и предотвращая перегрев продукта. За счет заполнения паром всего внутреннего пространства периодического перемешивания достигается рав­номерность нагрева сырья. Выравнивание температуры на поверхности и в центре продукта происходит за счет естественного теплообмена на последней стадии процесса. Все это позволяет на выходе добиться заданной температу­ры. В зависимости от нужд производства может быть задана как плюсовая, так и минусовая температура.

Сокращение потерь. Размораживание в вакуумных массажерах позво­ляет по некоторым видам продукта добиться 100%-го выхода размороженно­го сырья от массы загруженного. При этом следует учитывать, что сохраня­ется не просто вода, а мясной сок, содержащий многие полезные компонен­ты.