Изменение свойств мяса и мясопродуктов при замораживании

Замораживание приводит к изменению физико-химических, морфологических, биохимических свойств, а также к гибели микроорганизмов. Особенности изменения свойств мяса и мясопродуктов при замораживании определяются фазовым переходом воды в лед и повышением концентрации веществ, растворенных в жидкой фазе. Процесс кристаллизации приводит к изменению физических характеристик мясных систем. Мясной сок начинает замерзать при температуре –0,6…1,2 С. Размер, форма и распределение кристаллов льда в мясе зависят от условий замораживания, его исходных свойств. При медленном замораживании образуются крупные кристаллы вне клеток, и в результате диффузии влаги и фазового перехода воды изменяется первоначальное соотношение объемов межклеточного и внутриклеточного пространства. Объем воды увеличивается примерно на 10 %, и образовавшиеся в межклеточном пространстве кристаллики оказывают на клетки механическое давление.

Быстрое замораживание предотвращает значительное диффузионное перераспределение влаги и растворенных веществ, что способствует образованию мелких, равномерно распределенных кристаллов. Во время быстрого замораживания кристаллизация начинается в межклеточном пространстве, но отвод теплоты совершается быстрее, чем диффузия влаги из клеток.

Характер кристаллообразования зависит также от глубины автолиза мяса, поступающего на замораживание. Замораживание мяса на ранних стадиях автолиза приводит к образованию мелких кристаллов льда внутри мышечного волокна. Изменение состояния миофибриллярных белков к моменту посмертного окоченения мяса, резкое уменьшение их гидратации приводят к кристаллизации влаги вне и внутри мышечного волокна. На последующих стадиях автолиза кристаллы льда образуются главным образом между мышечными волокнами.

Особенности развития физико-химических и биохимических процессов при замораживании пищевых продуктов обусловлены не только понижением температур, но и связаны с увеличением концентрации компонентов в жидкой фазе, высвобождением ферментов вследствие нарушения структурных клеточных образований.

Понижение температуры с –2 до –8 С приводит к существенному увеличению содержания веществ, растворимых в воде. В этих условиях весьма вероятно повышение скорости некоторых реакций, в том числе окисления липидов, поэтому скорость замораживания в этом диапазоне температур должна быть максимальной.

Денатурация и агрегация белков при замораживании связаны с повреждающим действием солей повышенных концентраций в тканевых растворах и обусловлены ослаблением водородных связей в макромолекулах.

Скорость замораживания влияет на гистологию мышечной ткани мяса. При медленном замораживании количество вытекшего сока больше, так как вследствие дегидратации клеток возрастает ионная концентрация и белки повреждаются. Поскольку белки мяса при замораживании денатурированы, их способность к набуханию и удерживанию воды понижена, в результате чего после оттаивания мышечные волокна не могут адсорбировать освободившуюся жидкость. На количество вытекающего сока при размораживании мяса влияют состояние автолиза, продолжительность хранения мяса перед замораживанием.

Негативные последствия на качество мяса и мясопродуктов при хранении в замороженном состоянии могут оказать рекристаллизация и сублимация льда, развитие окислительных реакций, конформационные и агрегационные изменения белков. Интенсивность этих процессов зависит от состава и свойств продукта, температуры и продолжительности хранения, наличия и характера упаковки.

Преимущества быстрого замораживания могут быть сведены до минимума в результате процесса рекристаллизации, т. е. увеличения размеров кристаллов льда при хранении. Образование крупных кристаллов льда в результате рекристаллизации неизбежно при колебании температуры при хранении. Рекристаллизация отрицательно действует на качество мяса и мясопродуктов, так как происходят деформация и разрыв клеток, увеличиваются потери мясного сока при размораживании.

Колебание температуры хранения является одной из причин сублимации льда: происходят потеря массы продукта, понижение его качества; ухудшаются консистенция, вкус, запах; снижается влагоудерживающая способность. Скорость сублимации льда снижается при понижении температуры хранения мяса и мясопродуктов до –30 С и ниже, при использовании паронепроницаемых упаковочных материалов, плотно прилегающих к продукту.

При хранении мороженых продуктов происходит нарушение структуры белков, изменяются заряд и масса белковых фракций, снижается их ферментативная активность. Все это влияет на гидратацию продукта, его консистенцию и сочность. Денатурация миоглобина и гемоглобина повышает каталитическое влияние гемовых пигментов на развитие окислительных процессов липидной фракции, которые в свою очередь могут действовать на состояние белков. Хранение мяса с высоким значением рН вызывает менее выраженные изменения белков и водоудерживающей способности мяса.

При хранении мороженых продуктов происходит изменение липидной фракции, в результате чего снижается их пищевая ценность. При контакте с воздухом образуются первичные и вторичные продукты окисления, биологическая ценность и органолептические показатели продукта снижаются.

Длительное хранение замороженного мяса приводит к потерям водо- и жирорастворимых витаминов.

Гибель микроорганизмов при низких температурах происходит вследствие изменения структуры клеточной протоплазмы и нарушения обмена веществ. Устойчивость микробной клетки к замораживанию зависит от вида и рода микроорганизмов, стадии их развития, скорости и температуры замораживания, состава среды. Замораживание и хранение мяса при температуре ниже –10 С приводит к отмиранию части психрофильных и мезофильных микроорганизмов. Замораживание при низких температурах уничтожает микрофлору не полностью, что предопределяет необходимость строгого соблюдения требований к санитарно-гигиеническим режимам обработки мяса.