Заморожування та зберігання замороженого м’яса та м’ясних продуктів

Заморожування забезпечує запобігання розвитку мікробіоло­гічних процесів і різке зменшення швидкості ферментативних і фізико-хімічних реакцій, тому його використовують переважно у разі потреби тривалого зберігання м’яса.

Заморожування здійснюють за температури повітря в камері від –23 до –35 °С протягом 18 – 36 год. до досягнення в найтовщій частині туш температури, що не перевищує –8°С. Тривалість по­дальшого зберігання м’яса при –18_–25 °С становить від 4 до 18 місяців залежно від температури та виду сировини.

У результаті заморожування волога кристалізується. Кількість вільної вологи в клітинах зменшується, завдяки чому в міру вимерзання вологи життєдіяльність мікрофлори знижується, а потім і припиняється. За нерівномірного росту кристалів льоду клітини мікроорганізмів можуть руйнуватися. При низькотемпературному зберіганні (–10 –50 °С) мікроорганізми частково відмирають, змінюються морфологічна структура м’яса і стан його колоїдних систем, інгібують біохімічні процеси, причому чим нижчі швидкість і температура заморожування, тим більшою мірою змінюєть­ся якість сировини, яку використовують, при подальшому розмо­рожуванні.

Вимерзання вологи і кристалоутворення зумовлюють у м’ясі перерозподіл води між структурними елементами, порушення ці­лісності м’язових волокон, часткову агрегацію і денатурацію м’язових білків, зменшення їх розчинності (міозин), розпушення сполучнотканинних з’єднань, що призводить до зниження вологозв’язувальної здатності, погіршення смаку і консистенції м’яса, значних втрат м’ясного соку після його розморожування.

У процесі тривалого зберігання замороженого м’яса втрачаються вітаміни, маса (усихання), розвиваються гідролітичні процеси та процеси окиснення, змінюється колір м’язової тканини, на поверхні туш можуть з’явитися безколірні або світлі ділянки холодного опіку.

Вибір раціональних режимів заморожування та зберігання дає змогу зменшити негативний вплив низькотемпературного оброблення на якість м’яса.

Використання пакувальних матеріалів сприяє зменшенню ступеня змін технологічних властивостей сировини і втрат маси.

Найчастіше заморожування використовують для:

- накопичення сировини, причому максимальне збереження якості м’яса забезпечує проведення холодильного оброблення на ранніх етапах автолізу за високих значень рН;

- стабілізації властивостей обваленого парного м’яса, в якому при швидкому заморожуванні гальмується процес післясмертного задубіння і сировина зберігає високу вологозв’язувальну здатність;

- консервування упакованих тушок птиці, кількох видів напівфабрикатів, субпродуктів, ендокринно-ферментної сировини.

Від способу та умов заморожування залежить збереження ви­хідної якості харчових продуктів і рівень витрат на його здійснен­ня. Властивості замороженого м’яса і економічні показники проце­су значною мірою зумовлені характером автолізу м’яса, яке над­ходить на заморожування. Залежно від стану такого м’яса розріз­няють одно- і двофазний способи. За однофазного способу парне м’ясо заморожують безпосередньо після первинного оброблення, за двофазного – після попереднього охолодження.

Перевагою однофазного способу є скорочення тривалості техно­логічного процесу заморожування м’яса, ефективніше викорис­тання виробничих площ, зменшення втрат маси за вищої якості м’яса, скорочення затрат праці на транспортування продукції. Ін­тенсивне охолодження парного м’яса різко знижує швидкість хіміч­них та біохімічних реакцій, що сприяє збільшенню термінів збері­гання замороженого м’яса.

М’ясо і субпродукти, які використовують для промислової пере­робки, доцільно заморожувати у блоках, сформованих після обва­лювання м’яса. При цьому значно підвищується ефективність ви­робництва за рахунок скорочення втрат маси, економії холодиль­них площ, витрат холоду і транспортних витрат, раціональнішої організації технологічного процесу виготовлення ковбас та напів­фабрикатів.

Способи заморожування.

Мясо і м’ясопродукти заморожують у повітрі, в розчинах солей або деяких органічних сполук, у кипля­чих холодоагентах, при контакті з охолоджуваними металевими плитами. Відповідно до використовуваного способу та характерис­тики продукту встановлюють швидкість і глибину заморожування.

Заморожування у повітрі є найпоширенішим способом відве­дення теплоти від продукту. Інтенсифікація процесу заморожу­вання досягається зниженням температури (до –35 °С), підвищен­ням швидкості руху повітря (до 4 – 5 м/с), зменшенням товщини продукту. При заморожуванні м’ясних напівфабрикатів, субпро­дуктів доцільно інтенсифікувати процес, а при заморожуванні м’ясних туш і відрубів інтенсивність процесу істотно не впливає на їх якість, оскільки внаслідок особливостей утворення кристалів розбіжність у структурі тканин периферійних і внутрішніх зон практично неминуча.

У промисловості використовують одно- і двофазний способи за­морожування м’яса. При однофазному заморожуванні парне м’ясо з температурою в товщі м’язів стегна не нижче ніж 35 °С відразу надходить у камеру заморожування. На заморожування двофаз­ним способом м’ясо надходить попередньо охолодженим до темпе­ратури 0 – 4 °С у товщі м’язів стегна.

Тривалість заморожування яловичих півтуш за різних парамет­рів повітря та стану м’яса наведено в табл. 1. Тривалість замо­рожування свинячих півтуш і баранячих туш становить відповід­но 80 та 60 % від тривалості заморожування яловичих півтуш.

Таблиця 1 – Параметри заморожування яловичих півтуш

Однофазне заморожування зумовлює значно менші зміни структури тканин порівняно з двофазним, у м’ясі утворюється ба­гато зародків кристалів льоду. Кристали льоду мають невеликі розміри, рівномірно розміщені в клітинах і міжклітинному прос­торі м’яса і не спричинюють великих пошкоджень структури тка­нини м’яса. Внаслідок цього при розморожуванні повністю віднов­люються властивості колоїдної системи саркоплазми, м’ясний сік повніше реабсорбується.

За смаковими властивостями м’ясо, заморожене однофазним способом, не відрізняється від замороженого в охолодженому стані, але має привабливіший вигляд, добре зберігає натуральне забар­влення, його можна зберігати більш тривалий час. При цьому втрати маси м’яса залежно від категорії вгодованості для ялови­чини в середньому становлять 1,58 – 2,10 %, свинини – 1,31 – 1,60, баранини – 1,74 – 2,20 %.

У м’ясі, замороженому у парному стані, різко уповільнюються ферментативні, гідролітичні та окисні реакції. М’ясо дозріває про­тягом 3 – 4 місяців, тому однофазне заморожування використову­ють у разі зберігання його не менше ніж 6 місяців.

Для заморожування м’ясні туші та півтуші розміщують у моро­зильних камерах так само, як і при охолодженні, використовуючи рекомендовані параметри згідно з вибраним способом. Відносна вологість повітря в усіх випадках має становити 95 – 98 %.

Тушки птиці заморожують у повітрі за тих самих параметрів, що і м’ясо забійних тварин. Тривалість процесу залежить від виду птиці, категорії тушок та режимів заморожування і становить 24 – 72 год. Використання для пакування плівкових матеріалів, що дають усадку при нагріванні, збільшує тривалість заморожу­вання тушок птиці приблизно на 8 %, але втрати маси при цьому всього 0,08 – 0,1 %.

Пакування та зберігання м’ясних продуктів. На якість заморожених продуктів та втрати маси істотно впливають режим заморожування, вид пакувального матеріалу та метод паку­вання.

Щоб поліпшити умови віддачі теплоти та запобігти випарову­ванню вологи, пакувальний матеріал має щільно прилягати до поверхні продукту. Для пакування після заморожування краще використовувати матеріали з низьким коефіцієнтом теплопровід­ності. Як пакувальні матеріали використовують синтетичні полі­мерні плівки з низькою газо- та паропроникністю, стійкі до дії хо­лодоагенту, а також до компонентів харчових продуктів, мають потрібну механічну міцність у широкому діапазоні температур. Крім цього, використовують алюмінієву фольгу і алюмінієву фоль­гу у комбінації з полімерними матеріалами у вигляді ємкостей різної форми. Четвертини туш на заході зберігають у пакетах з термостійкого полімерного матеріалу.

Терміни зберігання харчових продуктів залежать переважно від температурного режиму та його стабільності. Зниження тем­ператури зменшує втрати маси і незворотні зміни якості, коли­вання температури сприяє збільшенню розмірів кристалів льоду і сублімації вологи.

Заморожені м’ясо і м’ясні продукти зберігають за температури не вище ніж –12 °С і відносної вологості повітря 90 – 98 %. Трива­лість зберігання залежить від температури, виду і категорії м’яса, характеру пакування (табл. 2).

Таблиця 1.2 – Допустимі терміни зберігання замороженого м’яса, місяців

Туші і півтуші, розсортовані за видом і категорією вгодованості, розміщують у камері на підлогових решітках штабелями заввишки 2,5 - 3,0 м. Завантаження 1 м³ об’єму камери замороженим м’ясом для яловичини у четвертинах становить 400 кг, у півтушах – 300 кг, свинини у півтушах – 450 кг, баранини в тушах – 280 кг.

Щільність укладання заморожених блоків залежить від геометричних розмірів і досягає 650 - 800 кг/м³.

Під час зберігання в замороженому м’ясі відбуваються зміни, які тим менше виражені, чим нижча температура та менша три­валість зберігання.

При тривалому зберіганні змінюється колір поверхневого шару м’яса та погіршуються його смакові властивості, зменшується на­брякання, розчинність та вологоутримувальна здатність білків, що пояснюється їх старінням і частковою денатурацією. Жирова тканина набуває прогірклого смаку, жовтіє, стає зернистою і крих­кою. В цілому заморожування як спосіб консервування туш і півтуш є нераціональним. Загальні витрати при заморожуванні м’яса втричі більші порівняно з охолодженням. При цьому значно ускладнюється технологічний процес, спостерігаються великі втрати від усихання, знижується якість м’яса.

Втрати маси при зберіганні замороженого м’яса залежать від виду і категорії м’яса, місткості холодильника, сезону року і стано­влять 0,07 - 0,40 % за один місяць.

Усихання можна скоротити у 8 - 9 разів, якщо м’ясо упакувати у поліетиленові рукави, які натягують на півтуші й четвертини і закріплюють на кінцях липкими стрічками або іншими засобами. При цьому усихання яловичини першої категорії через 12 місяців зберігання становить 0,28 %. Зменшенню усихання (на 20 %) сприяють пересипання півтуш снігом, використання льодових ек­ранів або покриття штабелів м’яса тканиною з нанесенням льодо­вої глазурі.

Холодильне зберігання є найсучаснішим методом консерву­вання, проте воно має недоліки, зокрема пліснявіння. Низькі тем­ператури заморожування і зберігання самі по собі не спричиню­ють повної загибелі мікрофлори, а тим більше її спорових форм. Характерною особливістю плісеневих грибів є те, що вони можуть розвиватися за низької температури (до –28 °С), за якої бактерії не розвиваються.

Пліснявіння скорочує терміни зберігання, що, в свою чергу, пе­решкоджає утворенню запасів і порушує планове постачання. От­же, використання холоду – ефективний метод консервування ха­рчових продуктів, але не завжди можливий і економічно вигід­ний, оскільки потребує створення холоду на всіх ділянках товаро- виробничого ланцюга.

Вплив високих концентрацій осмотично діючих речовин на зберігання м’ясних продуктів. Високі концентрації осмотич­но діючих речовин сприяють плазмолізу рослинних і, що важливо, мікробних клітин, у результаті чого мікроорганізми впадають в анабіотичний стан і втрачають здатність псувати харчові продукти.

Як осмотично діючу речовину для консервування м’ясних про­дуктів використовують сіль. Для того щоб надійно зберегти цим способом харчові продукти, слід викликати стійкий плазмоліз мі­кробних клітин, а для цього потрібні досить високі концентрації цих речовин (не менше ніж 10 – 12 % солі).

Консервувальну дію концентрованих розчинів кухонної солі використовують для соління м’ясних продуктів.

Вплив зневоднення м’ясних продуктів на їх зберігання. Одним з найпоширеніших способів зневоднення є сублімаційне сушіння (за низьких температур) або при нагріванні продуктів. Сушіння зумовлює також анабіоз мікроорганізмів. Пояснюється це тим, що їх живлення відбувається осмотично, всмоктуванням поживних речовин, тому всі мікроби для свого розвитку потребу­ють певного вмісту води в навколишньому середовищі. Мінімум вологості, за якої можуть розвиватися бактерії, становить 25 – 30 %, плісеневі гриби – 10 – 15 %. Потрапляючи в сухе середови­ще, мікробні клітини віддають осмотично свою вологу, в результа­ті чого відбувається їх плазмоліз, і гинуть.

Принцип анабіозу відносно сушіння передбачає плазмоліз мікро­організмів, які потрапили на поверхню висушених продуктів у про­цесі зберігання. Ці мікроби зберігаються тривалий час у стані анабі­озу. Якщо висушений продукт зволожити, то мікроби знову ожива­ють, починають розмножуватись і спричинюють псування продукту.

Сушіння як метод консервування харчових продуктів має бага­то переваг: технологія і апаратура, які використовуються, досить прості; маса і об’єм сировини в процесі сушіння зменшуються в кілька разів, що дає змогу значно зекономити тару, площу для зберігання і транспортні засоби; висушені продукти не дуже виба­гливі до умов зберігання, не потребують особливих сховищ.

Проте якість висушеної продукції невисока. Основним недолі­ком є неповне відновлення її природних властивостей при вто­ринному обводненні перед використанням в їжу.

Нині відомі нові, високоефективні методи сушіння, що сприя­ють інтенсифікації процесу і отриманню висушеної продукції ви­сокої якості. Одним із таких методів є сублімаційне сушіння, за якого сировина самозаморожується в атмосфері глибокого вакуу­му. В результаті цього вода переходить з твердого агрегатного стану в пару, минаючи рідку фазу. За такого методу сушіння мо­лекулярна структура матеріалу змінюється незначно, висушений матеріал має високу пористість, початкові властивості сировини швидко відновлюються при обводненні. Висушені сублімаційним методом харчові продукти зберігають початковий об’єм, колір, за­пах, смак і біологічну цінність.

Водночас сублімаційні установки досить складні і мають великі енерговитрати. Герметична тара для зберігання висушених суб­лімаційним методом харчових продуктів обов’язкова.

Вплив модифікованої атмосфери на термін зберігання м’яса. Зміною і регулюванням атмосфери, в якій зберігаються хар­чові продукти, досягають значного зниження активності мікроор­ганізмів. Загальмувати розвиток таких облігатних аеробних мік­роорганізмів, як плісені, можна в повністю анаеробних умовах. Проте відомо, що деякі плісені витримують дуже низький парціа­льний тиск кисню.

У літературі і практиці відмічається тенденція до зростання ви­користання атмосфери контрольованого і модифікованого газового складу для зберігання якості харчових продуктів під час їх транспор­тування і зберігання. Згідно із законодавством, допускається збері­гання харчових продуктів в атмосфері азоту та вуглекислого газу.

Азот відносно м’яса є інертним, нереакційноздатним газом. Азот не виявляє бактеріостатичної або бактерицидної дії на мікрофлору. При дозріванні м’яса, упакованого під вакуумом, введення азоту сприяє зниженню вакууму і запобігає втратам, які зумовлюються витіканням соку. Для дозрівання м’яса в плівці досить 5 % азоту (зниження ступеня вакуумування на 5 %). При цьому потрібно ви­користовувати плівки з дуже обмеженою проникністю для азоту.

Щоб пригнітити розмноження деяких мікроорганізмів, потріб­но використовувати вуглекислий газ у високих концентраціях (до 30 - 40 %), що негативно впливає на обслуговуючий персонал.

Вуглекислий газ, на відміну від азоту, пригнічує ріст різних мік­роорганізмів. За більш низької температури вуглекислий газ силь­ніше гальмує розвиток мікроорганізмів. Під час зберігання м’яса за температури 0 - 2 °С слизовий шар на поверхні з’являється у разі зберігання в повітрі, а також у суміші повітря 10 і 40 % СО2 після 12, 33 і 82 діб відповідно. Однак у процесі зберігання м’яса за вищої концентрації вуглекислого газу спостерігається швидша зміна ко­льору поверхні, ніж при більш низьких концентраціях. Установле­но, що при концентрації 10 – 30 % інгібуюча дія вуглекислого газу була практично однаковою (табл. 3). Органолептичні показники якості м’яса за цих умов також майже не відрізнялися.

Таблиця 3 – Вміст мікроорганізмів у м’ясі за різної тривалості зберігання за температури 2⁰С

Пакувальні плівки, які широко використовують, більш про­никні для СО2, ніж для азоту.

Тривалість зберігання м’яса та м’ясних продуктів збільшується в 3 – 4 рази за температури 0 – 4 °С у газовому середовищі, склад якого: О2 – 3 %, СО2 – 30 %, СО – 1 %, решта – азот до забезпе­чення 100 %.

У разі зберігання і транспортування м’яса і м’ясних продуктів із системою охолодження рідким азотом значно знижується усихання порівняно з традиційними методами зберігання і транспортування. Недоліком цього методу є необхідність підтримувати дуже високу концентрацію азоту (не менше ніж 99 %), створювати нову конструк­цію камер зберігання, яка гарантує безпечність роботи обслуговую­чого персоналу, мати безперебійне забезпечення рідким азотом.

Отже, при зберіганні м’яса і м’ясних продуктів в атмосфері газу потрібно досягти найменшого його вмісту. Для підтримання не­значного тиску в упаковці, особливо при сильній проникності плі­вки для вуглекислого газу, доцільно використовувати суміш газів, яка складається з 30 % азоту і 70 % вуглекислого газу. Вакуум- пакувальні машини, які випускаються серійно, як правило, облад­нані пристроєм для введення газу.

Для зниження бактеріального обсіменіння м’яса було запропо­новано спосіб оброблення діоксидом хлору. Цей метод ефективні­ший порівняно з обробленням хлором, який спричинює відбілю­вання пігментів і утворення небажаного запаху м’яса.

Щоб збільшити терміни зберігання м’яса в повітряному середо­вищі, застосовують метод оброблення м’яса аміаком до рН > 9 у поверхневому шарі і зберігають його за температури 4 – 20 °С. Для оброблення використовують пару аміаку або аміачну воду. М’ясо зберігається в повітряному середовищі 20 діб і більше.

Використання аміачно-сольового розчину, який склада­ється із насиченого розчину кухонної солі та 1 % аміаку, подовжує термін зберігання яловичини. Аміачно-сольове оброблення вияв­ляє бактерицидно-бактеріостатичний вплив на поверхневу мікро­флору м’яса і дає змогу збільшити термін зберігання м’яса за тем­ператури 10 - 16 °С і відносної вологості 80 - 85 % з 3 до 10 діб.

Було проведено дослідження з метою вивчення впливу озону на мікроорганізми, які зумовлюють псування харчових продуктів при зберіганні. Виявлено фунгіцидний і бактерицидний ефект озону. Його рекомендується використовувати для оброблення хар­чових продуктів з періодичністю 5 - 7 діб при тривалості дії бли­зько 3,5 - 4,0 год, концентрації озону – 7 - 12 мг/м³.

Проте існує небезпека застосування озону з метою збільшення терміну зберігання харчових продуктів через токсичність і нега­тивний вплив на ссавців. Концентрація озону, що бактерицидно діє на мікроорганізми, значно вища за ті концентрації, які може витримувати людина. До того ж такі високі концентрації призво­дять до псування продуктів унаслідок окиснення складових м’яса і насамперед жирів. Жири прогіркають, а м’язова тканина темні­шає. Дія озону негативно впливає на якість м’яса, позбавляючи його природного аромату. Тому озон можна використовувати лише для дезодорування проміжних камер зберігання з метою знищен­ня в них бактерій і плісеневих грибів.

Застосування озону не виправдало себе з таких причин:

- хоча використання озону у високих концентраціях виявилось ефективним для боротьби з плісеневими грибами, проте встанов­лена шкідлива дія на дихальні шляхи обслуговуючого персоналу;

- малі концентрації не токсичні, але вони майже не впливали на плісеневі гриби, внаслідок чого відчувався неприємний запах і металевий присмак м’яса.

Отже, питання впливу контрольованих газових середовищ різного складу на ріст і розвиток мікрофлори в м’ясі досі залишаються не вивченими і потребують широких експериментальних досліджень.