охлаждение мяса и мясопродуктов
Охлаждение мяса и его хранение в охлажденном виде
Постоянно увеличивается доля реализуемого мяса в охлажденном виде. Охлаждение мяса и субпродуктов заключается в отводе от них тепла с понижением температуры до уровня, близкого к криоскопической точке. В камерах охлаждения необходимо следить за санитарным состоянием помещений, состоянием продуктов, размещением туш на подвесных путях, соблюдением температурного и влажностного режима.
При охлаждении в специальных охлаждаемых камерах туши и полутуши не должны соприкасаться друг с другом. На одном погонном метре подвесного пути размещают 2—3 говяжьи или 3—4 свиных полутуши, в зависимости от их размеров. Внутренняя сторона полутуши должна быть обращена навстречу движению холодного воздуха.
Процесс охлаждения парного мяса может осуществляться одностадийным или двухстадийным, медленным или быстрым методами. Медленное охлаждение мяса имеет ряд недостатков. При нем вследствие значительных потерь массы поверхность туш покрывается сплошной, чрезмерно толстой корочкой подсыхания, которая не всегда сохраняется и под действием влажного воздуха может набухать, что снижает устойчивость мяса, на поверхности туш существуют благоприятные условия для развития микроорганизмов, что также снижает стойкость охлажденного мяса при последующем хранении.
Скорость охлаждения туш после убоя влияет на количество сока, выделяемого из мяса после разделки туш. Быстрое охлаждение способствует снижению потерь сока. Из сортовых отрубов, полученных от быстро охлажденных туш, сок выделяется значительно медленнее, чем от медленно охлажденных.
Необходимость применения отрицательных температур при охлаждении объясняется также тем, что в процессе посмертного окоченения в мясе высвобождается значительное количество тепла и температура мяса повышается на 2—3°С. При этом создаются благоприятные условия для развития микрофлоры мяса. Быстрое охлаждение мяса выгодно отличается с санитарно-гигиенической точки зрения, так как важное значение имеет доведение в течение небольшого промежутка времени температуры мяса до 8° С и ниже; при этом замедляются или полностью прекращаются процессы развития микрофлоры. Обсемененность мяса быстрого охлаждения значительно ниже, чем медленного. Наряду с этим, по имеющимся данным, после 7 дней хранения более высокие органолептические показатели получили образцы мяса медленного охлаждения. Однако при более длительном хранении, до 21 дня, мясо сверхбыстрого охлаждения получало оценки в среднем на 0,5 балла выше, чем медленно охлажденное. Таким образом, применение жестких режимов охлаждения и хранения охлажденного мяса способствует удлинению сроков хранения.
Ю. Бендаллом проведены исследования физических и биохимических процессов, происходящих при быстром охлаждении говядины, баранины и телятины, т. е. при осуществлении процесса при минусовых температурах. Установлено, что вследствие изменения направленности биохимических процессов происходит образование более жесткой консистенции мяса, обусловленное развитием так называемого холодильного сокращения (сжатия) мышц. При очень быстром охлаждении снижается скорость развития автолитических процессов. Значительное увеличение жесткости мяса установлено, в частности, при быстром охлаждении туш телят убойной массой 40 кг. На основании органолептической оценки и определения усилия резания установлено отличие качества мяса различных режимов охлаждения. Результаты органолептической оценки коррелировали с измерениями усилия резания. Усилие резания образцов мяса, охлажденных быстрыми способами, в 2 раза выше, чем медленными способами. Мясо медленного охлаждения получило органолептическую оценку (в баллах) 4,33; быстрого — 3,66 и сверхбыстрого — 2,96.
Сокращение мышечных волокон более чем на 20% длины мышцы в спокойном состоянии увеличивает жесткость мяса независимо от факторов, вызвавших это сокращение. Холодильное сжатие, сопровождающееся увеличением жесткости мяса, обусловлено значительным сокращением длины саркомеров. Процесс холодильного сокращения может быть зафиксирован посредством измерения длины саркомера. Имеются данные, что между длиной саркомеров и нежностью существует корреляция, хотя она выражена в небольшой степени, Холодное сокращение саркомеров влияет также на водосвязывающую способность мяса. Мышцы с более длинными саркомерами обладают более высокой водосвязывающей способностью и во время тепловой обработки они сокращаются больше, чем мышцы с более короткими саркомерами. Имеются также попытки объяснить эффект холодильного сжатия ненормальным биохимическим состоянием мышц; при низких температурах нарушается связь ионов Са с белками миофибрилл. В результате этого ионы Са высвобождаются из саркоплазменного ретикулума и попадают в саркоплазму. Это способствует интенсивному сжатию мышечных волокон.
Холодное сокращение возникает при охлаждении говядины, если температура снизилась ниже 1 °С прежде, чем величина pH стала ниже 6,2. В тушах свинины происходит быстрое послеубойное снижение pH, что предотвращает холодильное сокращение.
Для снижения холодильного сокращения предложено механическое растягивание туш. При этом диаметр волокон уменьшается, а длина саркомер увеличивается. Быстрое охлаждение уменьшает скорость проникновения соли в мясо при посоле изделий и неблагоприятно влияет на соленые мясопродукты. При быстром охлаждении влияние относительной влажности воздуха на потери массы значительно меньше, чем при медленном.
Эффект холодильного сокращения не обнаружен в свинине. Отложение повышенного количества подкожного и внутримышечного жира увеличивает нежность вследствие изменений скорости охлаждения после убоя. Повышенное количество жира снижает скорость охлаждения, повышает активность автолитических ферментов в мышцах, уменьшает сокращение миофибрилл и повышает тем самым нежность мяса.
При одностадийном (медленном) методе мясо доводят до 4°С в толще мышц бедра непосредственно в камере охлаждения. При этом в камере поддерживается температура —1—2°С и относительная влажность 90—92%. Ускорение процесса достигается с помощью небольшой циркуляции воздуха —0,5—1 м/с и снижения температуры до —3°С (ускоренное охлаждение). Повышенная циркуляция воздуха увеличивает усушку мяса.
При быстром двухстадийном охлаждении мясо на первой стадии охлаждают воздухом с интенсивной циркуляцией при температурах (—4—12° С) в течение 6—10 ч до достижения температуры —1°С на поверхности бедра. В это время температура в толще бедра составляет 10—20° С. Вторая стадия осуществляется в камере хранения мяса с температурой от —1 до —1,5° С. Здесь мясо доохлаждается до 4° С по всему объему полутуши за счет выравнивания температуры поверхностных и глубинных частей. Предназначенное для быстрого охлаждения мясо равномерно размещают в камере, избегая перегрузок, и следят за его поверхностью, чтобы не допустить подмораживания.
Охлажденные полутуши хранят в подвешенном состоянии или разделывают на отрубы и хранят в упакованном виде при температуре —1°С. Исследования показали, что мясные отрубы от полутуш, охлажденных быстрым способом, хранившиеся в вакуум-упаковке в ящиках, сохраняются примерно в 2 раза дольше, чем без упаковки.
Быстрое охлаждение производят в различных странах при разных температурных условиях (от —4 до —30°С) и скоростях движения воздуха (от 0,1 до 3 м/с). Процесс охлаждения осуществляют одностадийным и двухстадийным методами. Продолжительность охлаждения зависит от температуры и скорости движения воздуха.
ВНИИМПом разработан способ быстрого двухстадийного охлаждения мяса с дальнейшим хранением после вакуумной упаковки в сарановую пленку. Охлаждение мясной туши на первой стадии производится при температуре —10°С и скорости циркуляции 1—2 м/с до температуры на поверхности туши 1—2° С и в толще до 16—18° С. На второй стадии туши доохлаждают при температуре воздуха — 1—1,5° С до температуры в толще 2° С, после чего из туши выделяют мякоть из лопаточной, спинно-поясничной и тазобедренной частей.
Современным методом послеубойного охлаждения туш свинины является охлаждение при температуре — 12° С и интенсивной циркуляции воздуха с последующим доохлаждением при температуре —5° С и менее интенсивной циркуляцией воздуха. Конечным этапом является выдержка при температуре 0—2°С в течение 6—8 ч для выравнивания температуры. Быстрое охлаждение может осуществляться в туннельных охладителях или же в специально оборудованных камерах. Проведены исследования быстрого и сверхбыстрого охлаждения мяса с применением метода воздушного душирования.
Разработан метод быстрого охлаждения мяса в перенасыщенном влагой воздухе. Мясо охлаждалось при большой скорости движения перенасыщенного влагой воздуха, что способствует лучшей теплопередаче. Частицы тумана не осаждаются на поверхности мясных полутуш. Получают мясо с хорошей корочкой подсыхания; при хранении такое мясо лучше сохраняло товарный вид, а потери массы в течение 3 сут меньше на 0,3%. Эффективным оказалось охлаждение туш парами азота. Применяется охлаждение мяса в отрубах после их герметической упаковки с наполнением пакетов инертным газом.
Для сохранения качества мяса полутуши необходимо охлаждать равномерно, что затруднено ввиду неравномерности их толщины. С целью равномерного охлаждения всех участков полутуши ВНИИМПом предложен метод воздушного душирования. Струи холодного воздуха обдувают с наибольшей скоростью (1,5 м/с) сначала бедренные части, а затем с меньшей скоростью реберные и лопаточные части полутуш. Этим достигается сокращение продолжительности охлаждения мяса. Для равномерного охлаждения наиболее тяжелые и жирные туши размещают около охлаждающих приборов; в разрез грудной кости бараньих туш надо вставлять распорку.
Охлаждение субпродуктов производят в отдельных камерах. Субпродукты укладывают в тазики или в противни в один ряд или слоем толщиной не более 10 см отдельно по видам скота и наименованиям и размещают на стеллажах, передвижных рамах или этажерках.
Потери массы мяса при охлаждении в результате испарения значительно больше для туш, не содержащих на поверхности слоя жировой ткани. С целью сокращения этих потерь предложено применение перенасыщенного воздуха. Однако этот способ не дал ощутимых результатов, так как определяющая испарение разница между давлением пара на поверхности мяса и в воздухе холодильной камеры достаточно велика. В результате перенасыщения она не становится значительно меньше, чем при нормальной высокой влажности воздуха в камерах быстрого охлаждения. В некоторых странах (США, Англия) для снижения усушки мясные полутуши перед охлаждением обертывают в простыни, смоченные раствором NaCl. Для сохранения цвета простыни должны плотно прилегать к поверхности полутуш. После окончания охлаждения простыни снимают, а туши направляют в камеры хранения.
Химические изменения при охлаждении мяса выражаются главным образом в окислении Mb и Hb кислородом воздуха. Биохимические изменения связаны с процессами посмертного окоченения и разрешения окоченения мяса. Ввиду небольшой продолжительности охлаждения значительных микробиальных изменений в мясе в период охлаждения не происходит.
Охлажденное мясо хранят в охлаждаемых камерах хранения при температуре воздуха от 0 до —2° С и относительной влажности 85%. При этих условиях срок хранения охлажденного говяжьего мяса нормальной обработки (с учетом времени на транспортировку) составляет 10—16 сут; свинины и баранины 7—14 сут, субпродуктов — 3 сут.
Технологическая инструкция разрешает хранить мясо при температуре —2—3°С, т. е. с частичным его подмораживанием. Такое мясо называют переохлажденным, хотя правильнее его называть подмороженным. Эго мясо в начале хранения имеет подмороженный слой на глубину 2—2,5 см от поверхности, но за 10—15 сут хранения подмораживаются более глубокие слои. Технология производства подмороженного мяса разработана проф. Головкиным Н. А. Им проведены комплексные исследования влияния подмороженного состояния на направленность биохимических, биофизических и других процессов и на качество мяса. Выявлена одинаковая направленность процессов, происходящих в мясе как во время хранения его при положительной низкой температуре, так и при отрицательной, близкой к криоскопической. В начальный период хранения биохимические и биофизические процессы протекают примерно с такой же скоростью, как и в охлажденном мясе, что обусловлено активизацией ферментных систем, вследствие повышения концентрации минеральных солей. В дальнейшем температурный фактор замедляет скорость процессов окоченения и расслабления в подмороженном мясе. Это проявляется общим снижением скорости автолитических процессов, увеличением стойкости мяса при хранении. По данным автора, мясо длительное время не подвергается структурным и биохимическим изменениям, приводящим к ухудшению его качества. При производстве подмороженного мяса и его хранении при субкриоскопических температурах выдерживают парные полутуши говядины в морозильных камерах с температурой —25—35° С в течение 6—10 ч; свинины — 4—8 ч и баранины — 2—3 ч. Подмораживание считается законченным при достижении температуры в толще бедра 1—2°С, температура поверхностного слоя на глубине 0,5—1 см достигает —4° С. При такой температуре полутуши становятся упругими. После этого подмороженное мясо направляют в камеры с температурой —2° С, где выдерживают 2—3 сут для выравнивания температуры по всей толще мяса. Подмороженное мясо непосредственно из камер направляется на транспортировку. При температуре хранения —2° С сроки хранения удлиняются в среднем в 2 раза. Допускается транспортировка в течение до 7 сут в вагонах с машинным охлаждением или авторефрижераторах. Подмороженное мясо можно укладывать в штабель при транспортировке, что повышает коэффициент загрузки транспортных средств, однако режим хранения подмороженного мяса требует непрерывного и тщательного контроля температуры, так как снижение температуры вызывает промерзание мяса, а при небольшом отеплении — оттаивание. При этом поверхность мяса увлажняется, что требует последующей подсушки, связанной с потерей массы. Внешний вид увлажненных туш ухудшается, возможность же микробиального обсеменения их увеличивается.
При хранении охлажденного мяса параметры температуры и относительной влажности в камерах хранения должны предотвращать образование слизи па поверхности мяса, которая появляется прежде всего в местах распила туш, в пахах и на лопатках. Необходимо поддержание стабильной температуры, так как в связи с высокой относительной влажностью воздуха даже небольшие колебания температуры оказываются достаточными для достижения точки росы и увлажнения поверхности. Происходит набухание корочки подсыхания, и она перестает являться препятствием для развития микрофлоры. Наличие повреждений полутуш также снижает их устойчивость к микробам при хранении в охлажденном виде.
Во время хранения в охлажденном мясе происходят физические, химические, биохимические, гистологические и микробиальные изменения. Происходит улучшение консистенции, вкуса и запаха мяса, обусловленное развитием процесса созревания. В результате дальнейшего образования МетMb и МетHb 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 мороженого мяса поверхностное высыхание происходит по законам психрометрического испарения. Если влажность продукта выше равновесной, то температура его поверхности всегда ниже температуры окружающего воздуха вследствие расхода тепла 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 непрерывный приток тепла 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. При хранении в течение 3 сут усушка для говядины и баранины составляет 0,7—0,9%, для свинины — 0,5—0,8 %, для субпродуктов — 0,7—1,1%.
Биохимические изменения при хранении охлажденного мяса обусловлены процессом созревания, который завершается примерно через 10—12 сут 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 0° С, хотя и замедляется, но не прекращается. Поэтому через определенный срок при любых условиях хранения мясо начинает портиться. При температурах хранения выше или около 0° С микробиальные процессы в мясе и субпродуктах с высоким содержанием воды и богатых белками приводят к ухудшению качества или порче 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 как в количественном, так и в качественном отношении. Этому содействует наличие корочки подсыхания на поверхности туши, а также снижение pH мяса в кислую сторону. Продолжительность фазы задержки роста бактерий возрастает со снижением исходной обсемененности 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 и субпродуктов имеют температура и относительная влажность воздуха. Охлажденные продукты целесообразнее хранить при возможно более низкой температуре и высокой относительной влажности воздуха. Сроки хранения находятся в следующей зависимости от температуры:
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.
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.
При охлаждении в аэробных условиях (т.е при доступе кислорода воздуха) бактерии размножаются быстрее: их общее число на 1 см 2 поверхности мяса достигает 10 10 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 1см 2 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.
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…10 0 С. 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…4 0 С.
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) 0 С, 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…25 0 С, 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.
Параметры охлаждения мяса различных видов
Способ охлаждения и вид мяса
Параметры охлаждения воздуха
Продолжи-
тельность, ч
При увеличении скорости охлаждения усушка мяса уменьшается.
Потери массы мяса (усушка) различных видов при охлаждении, %
| 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.
Параметры двухстадийного охлаждения мяса
Охлаждение, вид мяса
Стадия
Параметры охлаждающего воздуха
Температура
в толще
бедра, 0 С
Продолжи-
тельность, ч
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…37 0 С и на поверхности 20…25 0 С, орошают через форсунки тонкодиспергированной водой при температуре 9 0 С; скорость подачи воды 1…2м/с. Через 3ч охлаждения температура в толще бедра и на поверхности становится соответственно 22…24 и 10…12 0 С, после чего мясо доохлаждают в камерах при 0…-1 0 С 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…1 0 С замедляется или полностью прекращается развитие микрофлоры.
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 11 0 С 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.
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 0 0 С. 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…-1 0 С, 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 1м 2 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.
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)
Вид мяса
Усушка за сутки хранения
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 0 0 С, замедляется, но не прекращается. Поэтому через определенный срок при любых условиях хранения мясо начинает портиться. При температурах хранения выше или около 0 0 С 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, 0 С | 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) 0 С 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
Паспортная
температура
в камере
холодильника, 0 С
Продолжительность подмораживания, ч, не более
При скорости движения воздуха 1м/с
При скорости движения воздуха 2м/с
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.
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…2 0 С водосвязывающая способность становится минимальной через 2…3сут. По окончании процесса водосвязывающая способность мяса птицы увеличивается и достигает максимума через 10…15сут.
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.
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…-5 0 С), когда вымерзает основная часть имеющейся воды.
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.
Параметры замораживания различных видов мяса