Изменения происходящие в мясе и мясопродуктах при замораживании
Замораживание вызывает изменения в мясе и мясопродуктах, препятствующие полному восстановлению первоначальных свойств. Частичное перераспределение влаги при замораживании, травмирование тканей кристаллами льда, частичная денатурация белков и другие изменения могут несколько снизить качество мяса после его размораживания. Следует отметить, что любое замораживание в холодильной камере с помощью холодильных установок — вызывает большие внутренние напряжения в мясе.
Увеличение объема мяса на 8–10% вследствие вымерзания воды сопровождается растяжением и частичным разрывом волокон поверхностных слоев и сжатием волоков внутренних слоев. Образование льда с острыми гранями приводит к разрыву волокон и повреждению клеточной структуры, к вытеканию мясного сока при размораживании.
К физическим изменениям можно отнести изменения цвета и веса. Разруб быстрозамороженного мяса имеет менее красную окраску, чем разруб охлажденного. Это связано с рассеиванием света кристаллами льда. Кроме изменения цвета, замораживание мяса сопровождается усушкой, которая зависит от продолжительности процесса, наличия упаковки, размера, состояния поверхности и других факторов. При замораживании мяса в пределах температур от -3°С до -8°С при температуре воздуха в морозилках – 23° С в зависимости от упитанности мяса убыль от усушки составляет в среднем для говядины 0,6–0,9, баранины – 0,8–1, свинины – 0,5–0,9%. С интенсификацией процесса замораживания (понижение температуры и усиление циркуляции воздуха), общие потери от усушки мяса снижаются, хотя в единицу времени они возрастают. Физико-химические изменения связаны с образованием кристаллов льда.
Гистологические исследования замороженного мяса показали, что чем ниже температура замораживания, тем многочисленнее и меньше размерами кристаллы, тем лучше сохраняется структура, следовательно, выше обратимость.
При замораживании может не только изменяться структура белковых коллоидов, но и разрушаться белковые молекулы. Это подтверждается дезагрегацией белковых частиц и увеличением поверхностного натяжения и электропроводности тканевой жидкости. Такое явление называется креолизом. Следовательно, замораживание в холодильной камере сопровождается изменением свойств мяса, которые не могут быть полностью восстановлены последующим размораживанием.
Изменения в тканях мяса при замораживании
Замораживание мяса обеспечивает длительное его хранение при низких температурах. Это обусловлено предотвращением развития микробиологических процессов и резкого уменьшения скорости ферментативных и физико-химических реакций. При определении условий и режимных параметров замораживания исходят из задач не только предотвращения размножения микроорганизмов, но и предупреждения существенных изменений свойств продуктов вследствие физических, физико-химических и биохимических процессов (процессы кристаллизации воды, изменение белка и липопротеидов, увеличение концентрации растворенных веществ в жидкой фазе и др.).
Замораживание мяса в значительной степени влияет на развитие и распространение микрофлоры. Замораживание сопровождается понижением концентрации и активности микроорганизмов без их полного уничтожения и инактивации ферментов. Устойчивость микробной клетки к замораживанию зависит от вида и рода микроорганизмов, стадии их развития, скорости и температуры замораживания, газового состава среды.
Длительное хранение мяса и мясопродуктов при температурах выше минус 10 ºС не исключает возможности их микробиальной порчи. Хранение же при температуре ниже минус 10 ºС приводит к отмиранию части психрофильных и мезофильных микроорганизмов, тем самым определяется верхняя граница допустимых температур хранения мяса. Дальнейшее хранение мяса при отрицательных температурах сопровождается также незначительным понижением концентрации микроорганизмов.
При замораживании мяса и мясопродуктов наблюдается изменения состояния мясных систем, в первую очередь они обусловлены фазовым переходом воды в лед, и повышением концентрации растворенных в жидкой фазе веществ. Процесс кристалообразования приводит к изменению физических характеристик продукта и может быть следствием изменения его физико-химических, биохимических и морфологических свойств.
Общее количество вымерзающей влаги в продукте зависит от её общего содержания, формы и прочности связи со структурными элементами, концентрации, гидратации и степени диссоциации растворенных в воде веществ, а также зависит от температуры, скорости и технологии замораживания мяса. Большее количество вымораживаемой влаги (в виде кристаллов льда) наблюдается в диапазоне температур -2 … -8 ºС, при этом резко возврастает концентрация растворенных веществ в жидкой фазе и увеличивается скорость биохимических и других реакций. Большое влияние на качество мяса и его структурные изменения является размер образуемых при замораживании кристаллов, так наибольшие структурные повреждения наблюдаются при медленном замораживании (в этом случае кристаллы имеют наибольшие размеры). В тоже время при сверх быстром замораживании мяса проявляется механическое разрушение ткани ( появление трещин, разрывов)