Охлаждение является наиболее эффективным способом увеличения стойкости мяса при хранении, так как оно технически легко достижимо, не вызывает существенного изменения вкусовых свойств мяса, в мясо не попа­дают какие-либо посторонние вещества, как, например, в случае химическо­го консервирования. Охлаждение не влияет на пищевую ценность мяса. Реализация мяса в охлажденном виде постоянно увеличивается.

Охлаждением называют процесс быстрого понижения температуры объекта до нижней границы зоны, в пределах которой вода находится в жид­кой фазе. Криоскопическая температура мясного сока колеблется от -0,6 до 1,2 °С. При охлаждении мяса температура туши снижается от 36-37 °С до -1 °С (не выше 4 °С).

Ограничение верхнего предела температуры охлажденного мяса 4 °С обусловлено тем, что выше этой температуры возможен быстрый рост микрофлоры, в том числе сальмонелл, которые хорошо развиваются в обла­сти 7-45 °С; при понижении температуры ниже -1 °С мясо замораживает­ся, резко изменяя свои свойства.

Процессы, происходящие в мясе при охлаждении

Использование умеренного холода способствует значительному замедле­нию биохимических и химических процессов, протекающих в сырье, а так­же снижению активности микроорганизмов. Одновременно происходят и массообменные процессы, вызывающие испарение влаги.

Микробиологические процессы. В диапазоне от 3 до 10 °С рост патоген­ных микроорганизмов замедляется, а при температуре ниже 3 °С останавли­вается. Рост мезофильных и термофильных микроорганизмов сильно задер­живается. Только психрофильные микроорганизмы хорошо развиваются в диапазоне между 0 и -15 °С. Размножение психрофильной аэробной микро­флоры может быть основной причиной порчи охлажденного мяса. Она рез­ко ухудшает органолептические показатели и обладает токсичностью.

Снижение активности микрофлоры связано, с одной стороны, с наруше­нием согласованности метаболических реакций в микробной клетке, а с дру­гой — тем, что под влиянием холода уменьшается проницаемость цитоплаз­мы микробных клеток. Степень торможения роста микрофлоры тем больше, чем ближе температура продукта к точке замерзания тканевой жидкости.

Большое влияние на развитие микробиологических процессов при ох­лаждении и последующем хранении имеют первоначальное количество ми­крофлоры, ее качественный состав, величина pH продукта, содержание вла­ги в поверхностных слоях и a_w. Более подробно эти вопросы рассмотрены в главе «Микробиологические процессы в мясе».

Биохимические процессы. От температуры мяса и темпа ее изменения существенно зависят направление и скорость автолитических процессов. Температурные режимы охлаждения замедляют активность ферментов и в целом положительно влияют на ферментативные процессы созревания мяса.

Темп понижения температур на начальной стадии охлаждения оказыва­ет значительное влияние на качественные показатели мяса. Быстрое охлаж­дение считается целесообразным по причине необходимого ограничения хи­мических, биохимических и микробиологических процессов. Однако очень высокие скорости охлаждения мо1ут вызвать отрицательный эффект холод­ного сокращения мышц (cold shortening) и связанную с ним жесткость мяса. Это происходит при охлаждении говядины, баранины или птицы, если тем­пература снизилась ниже 11 °С прежде, чем величина pH стала ниже 6,2. В тушах свинины повышенное содержание жира снижает скорость охлажде­ния. В них также происходит быстрое послеубойное снижение pH, что пре­дотвращает холодное сокращение.

Эффект холодного сокращения связан с тем, что при быстром теплоот­воде нарушается система, регулирующая концентрацию ионов кальция. Уве­личение концентрации ионов кальция повышает АТФ-азную активность миозина, что приводит к распаду АТФ саркоплазмы и образованию попе­речных мостиков между сократительными белками актином и миозином.

Степень сокращения саркомеров миофибрилл достигает максимальных значений. Такое мясо жесткое, имеет низкую водосвязующую способность, скорость проникновения соли при посоле изделий уменьшается.

Механизм холодной контрактации, несмотря на внешнее сходство, отли­чается от процесса образования актомиозинового комплекса в ходе посмерт­ного окоченения тем, что в последнем случае между актином и миозином образуются ионные связи, а мышечные волокна расслабляются по мере рас­пада АТФ в процессе созревания. При хранении мяса в состоянии холодной контрактации мышцы расслабляются незначительно.

Избежать возникновения холодного сокращения удается при увеличении ско­рости ферментативных процессов на пер­вом этапе охлаждения за счет электрости­муляции или путем выдержки мяса при температуре 10-15 °С в течение 10-12 ча­сов. Однако такой температурный режим может вызывать рост микрофлоры.

Механическое растягивание мышеч­ных волокон также снижает вероятность холодной контрактации, в связи с чем ох­лаждение туш необходимо проводить в подвешенном состоянии.

Вероятность появления холодного сокращения снижается и его выра­женность уменьшается, когда в мышцах уже начался процесс посмертного окоченения.

Уменьшение выраженности холодной контрактации можно достичь пу­тем длительной (7-14 суток) выдержки мяса на созревании. При слишком медленном темпе охлаждения и недостаточной циркуляции воздуха в глу­бине бедренных частей мясных туш могут иметь место нежелательные из­менения мяса — загар.

Окислительные процессы. Контакт с воздухом сопровождается разви­тием окислительных изменений компонентов мяса.

При охлаждении и последующем хранении происходит 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 метмиоглобин и мясо темнеет.

Контакт жира с кислородом воздуха приводит к его окислению с нако­плением вредных для здоровья человека веществ.

Пищевая ценность продукта понижается, а органолептические показате­ли ухудшаются.

Массообмен с внешней средой. Потери влаги, т.е. усушка в процессе ох­лаждения являются следствием поверхностного испарения и могут дости­гать 2 % и более. Основная причина потерь массы — диффузия влаги от центра к поверхности вследствие градиентов температуры и влажности.

Так как в период охлаждения градиент температуры уменьшается во времени, скорость внутренней диффузии падает. Соответственно скорость испарения очень большая в начале процесса, резко снижается по мере ох­лаждения продукта. Около 80 % всей усушки падает на первую половину начала охлаждения.

Усушка мяса, или относительная масса испарившейся влаги G в кг в процессе охлаждения может быть определена с помощью формулы:

На усушку влияет вид мяса, размеры туши или полутуши, содержание жира в мясе, способы и режимы обработки. Допускаемые пределы усушки регламентируются в зависимости от конкретных условий охлаждения и осо­бенностей охлаждаемого продукта.

Существуют различные пути воздействия на величину потерь массы во время холодильной обработки. Один из них — уменьшение продолжитель­ности процесса путем рационального распределения направления движения воздуха в камере охлаждения. Повышение относительной влажности возду­ха до значения близкого к 100 % также уменьшает усушку при охлаждении.

Потери массы позволяет снизить предварительное обертывание туш влажными тканными простынями. Этот прием позволяет регулировать интенсивность хода тепло-, массообмена и улучшает товарный вид сырья, уменьшает вероятность микробиологической обсемененности.

Аналогичный эффект дает упаковка отрубов в полимерные пленочные материалы, особенно под вакуумом и в регулируемых газовых средах.