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 aw. 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.
Способы снижения вероятности • выдержка мяса после убоя до начала посмертного окоченения (t=10-15 “С, Т - 10-12 часов); • охлаждение туш в подвешенном состоянии; • применение электростимуляции. |
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.