Размораживание мяса

В товароведной и технологической практике под размораживанием понимают отепление мяса до температуры —1—+4°С в глубине наиболее толстой его части. Процесс размораживания по своей природе обратен процессу замораживания. При размораживании происходит восстановление свойств мяса, которыми оно обладало до замораживания. Однако в связи с тем, что при замораживании и хранении мясо подвергается необратимым изменениям, полное восстановление его первоначальных свойств невозможно. Способы и режимы размораживания мяса должны обеспечить возможно большую обратимость процесса. Для мяса наиболее достоверным показателем обратимости свойств при размораживании является величина потерь сока.

Мясо, размороженное любым способом, имеет ярко-красный цвет и не обладает упругостью. Вследствие высыхания поверхностных слоев при замораживании и хранении они становятся гигроскопичными и при повышенной влажности окружающей среды поглощают влагу. Сопротивление резанию размороженного мяса меньше, чем охлажденного. Размороженное мясо по органолептическим показателям уступает охлажденному и обычно не направляется на хранение. В случае крайней необходимости оно может храниться при температуре 0° С не более 2—3 сут.

Образовавшаяся при таянии кристаллов льда вода частично поглощается тканями мяса, связываясь с активными группами белковых молекул. Для того чтобы влага в процессе размораживания могла занять в мышечной ткани положение, имевшее место до замораживания, ей необходимо проникнуть и связаться с белковыми веществами и коллоидными системами, из которых она была извлечена диффузионно-осмотическими силами при замораживании. Способность белковых веществ и коллоидных систем абсорбировать эту влагу определяется их биологической активностью, которая в свою очередь зависит от условий холодильной обработки и скорости размораживания мяса.

Удерживание при размораживании мяса клеточной жидкости в значительной степени зависит от способности белков задерживать свободную воду и от состояния белков миофибрилл. Значительное снижение водосвязывающей способности происходит уже при небольших денатурационных изменениях белков миофибрилл и их дегидратации. Таким образом, образование и выделение мясного сока при размораживании мяса обусловлено отделением воды от белковых веществ в результате денатурационных изменений, увеличения концентрации солей в растворах, содержащихся внутри и вне клеток. Определенное влияние оказывает также механическое воздействие кристаллов льда на стенки мышечных волокон и на соединительнотканные межволоконные пространства.

Часть воды размороженного мяса остается в несвязанном состоянии. Она растворяет минеральные, экстрактивные, а также белковые вещества, не связанные со структурами тканей, образуя так называемый мясной сок. Небольшая часть мясного сока вытекает из мяса во время размораживания, а значительно большая часть теряется в процессе обработки мяса (обвалки, жиловки, порционирования). Мясной сок содержит в своем составе до 9% белковых, экстрактивных и минеральных веществ, а также водорастворимые витамины. С мясным соком, выделяющимся из мяса при размораживании, теряется до 30% некоторых аминокислот и 8—15% витаминов, в частности витаминов группы В. Потери витаминов с соком составляют (в %): тиамина 12,2; рибофлавина 10,3; ниацина 14,5; пантотеновой кислоты 33,3.

Отсутствует единое мнение о том, какой из способов размораживания (медленное или быстрое) обеспечивает минимальное выделение мясного сока. По одним данным, при медленном размораживании в мышечной ткани повышается концентрация тканевых растворов, что способствует денатурации и разрушению коллоидных систем; это сопровождается увеличением выделения мясного сока. При высокой скорости размораживания концентрация минеральных солей тканевых растворов увеличивается в меньшей степени, что приводит к снижению выделения мясного сока. В связи с этим качество мяса снижается в большей степени, если медленное размораживание сочетается с медленным замораживанием.

Качество и состав мясного сока, вытекающего из размороженного мяса, зависят от глубины биохимических изменений, скорости замораживания, продолжительности и температуры хранения в замороженном виде и способа размораживания, а также от размера отрубов мяса. При больших скоростях замораживания потери мясного сока при размораживании снижаются. При увеличении срока хранения и уменьшении размера отрубов потери мясного сока возрастают.

Потери сока при размораживании зависят также от вида мяса и возраста животного; максимальные потери сока установлены в говядине, более низкие — в телятине и баранине и минимальные — в свинине. При почти одинаковой скорости размораживания потери сока при размораживании в воздухе температурой 1° С составляют 1,5% для говяжьего мяса от животных возрастом 4—5 лет и в 4 раза больше для мяса очень старых животных. Повышение температуры размораживания мяса выше определенных пределов сопровождается увеличением потерь мясного сока и ухудшением органолептических свойств: при 40° С — 11,5%; при 7° С — 4,35% и при 1° С — 2,55%.

С увеличением продолжительности хранения замороженного мяса потери мясного сока несколько возрастают, главным образом в результате снижения набухаемости белковых веществ мяса. Степень потерь сока и содержание в нем белков зависят от глубины автолиза до замораживания. Однофазное замораживание затормаживает развитие процессов гликогенолиза и явление сжатия при размораживании, которое связано с особенно высоким выделением тканевых соков. При быстром размораживании мяса может наблюдаться увеличение на 40% количества выделяющегося мясного сока.

Потери сока мясных полуфабрикатов после размораживания зависят от степени развития автолитических процессов до замораживания. Потери сока для мяса, замороженного после 2 ч от убоя, составляют 6,1%. Эти потери постепенно увеличиваются до максимального значения 11,3% после 48 ч выдержки и затем вновь снижаются до 8% при созревании в течение 8 сут. Существует мнение, что оптимальную эффективность размораживания получают, если продолжительность замораживания и размораживания примерно одинаковы. Из этого следует, что для отрубов небольших размеров, которые подвергаются замораживанию в течение небольшого промежутка времени, следует рекомендовать методы быстрого размораживания.

Для приближенного расчета продолжительности размораживания мяса в воздушной среде можно пользоваться некоторыми эмпирическими формулами. Существует, в частности, эмпирическая формула в общем виде полученная Планком для определения времени τ размораживания мяса в туннелях в пределах внутренних температур от —8 до 0,5° С при температуре воздуха t₀ и естественной циркуляции (ν=0,05÷0,1 м/с):

τ = m : (t₀ + n),

где m, n — экспериментальные постоянные (для полутуш свинины m=325, n=1,5; для передних четвертин говядины m=455, n=1,8; для задних четвертин говядины m=575, n=1,8).

Для задних четвертин говядины расчетная продолжительность размораживания колеблется в границах от 21 ч (масса 30 кг при температуре воздуха 20° С) до 89 ч (масса 70 кг при температуре воздуха 5° С).

Во время размораживания масса мяса изменяется не только в связи с потерями мясного сока, но и вследствие испарения воды с поверхности, если ее температура выше точки росы, или, наоборот, конденсации влаги, когда температура поверхности ниже точки росы. Следовательно, масса мяса может даже увеличиваться. Однако при последующих операциях разрезания мяса имеют место более высокие потери мясного сока.

В связи с отеплением мяса и высвобождением ферментов из структур в нем активизируются протеолитические ферменты и, следовательно, интенсифицируется автолиз. Общий ход автолиза в размороженном мясе напоминает течение этого процесса в охлажденном, однако скорость изменений несколько выше. Чем ниже температура замораживания и хранения замороженного мяса, тем меньше скорость и степень распада гликогена. Однако после размораживания скорость гликолиза в 2 раза выше в размороженном мясе по сравнению с охлажденным. Ускоряется также амилолиз гликогена и распад АТФ с одновременно происходящим ресинтезом АТФ, обусловленным гликолитическими процессами.

При размораживании важное значение имеет санитарное состояние и сохранность мяса, а также продуктов, изготовленных из него. Во время размораживания температура поверхности мяса на несколько градусов выше криоскопической. Вследствие этого на поверхности мяса развиваются микроорганизмы, и особенно интенсивно, если поверхность увлажнена. Иногда к концу размораживания мясо покрывается слизью или плесенью и обесцвечивается. Это особенно заметно при большой продолжительности размораживания. Такое мясо является нестойким при хранении.

При размораживании мяса в условиях сравнительно низких температур воздуха (0÷6° С) процесс размораживания является длительным (3—4 сут) и при высокой относительной влажности воздуха (85—95%) может привести к микробиальной порче, а при низкой относительной влажности — к значительным потерям массы. Размораживание при более высоких температурах (16—25° С) значительно ускоряется (до одних суток), однако при последующей выдержке такого мяса также возможна микробиальная порча.

В результате увеличения содержания свободной воды создаются более благоприятные условия для развития микрофлоры. Установлено, что мясной сок, выделенный из размороженного мяса, является более благоприятной средой для развития микроорганизмов, чем выделенный из охлажденного.

Интенсивность качественных изменений размороженного мяса зависит прежде всего от динамики ферментативных и микробиальных процессов. Причиной увеличения скорости ферментативных процессов после размораживания является высвобождение из клеточных структур так называемых десмоэнзимов и их переход в лиоэнзимы. Исследования Р. Хамма показали, что замораживание мышц непосредственно после убоя и после 48 ч выдержки, а затем последующее их размораживание обусловливает увеличение ферментативной активности тканевых соков. Влияние размораживания на ферментативную активность продуктов зависит от ряда факторов, в частности от pH, концентрации электролитов и других веществ, растворимых в незамороженной фракции тканевых жидкостей, а также от положения ферментов в тканях, состояния и стабильности ферментов. При размораживании мяса происходит разрушение его гистологической структуры.

Существующие способы размораживания мяса продолжительны, не обеспечивают получения мяса с исходными свойствами и качеством и сопровождаются значительными потерями массы мяса.

Значительный интерес представляет разработка способа размораживания, при котором сокращается продолжительность процесса и сохраняется высокое товарное качество мяса. В промышленной практике мясо в основном размораживают в воздушной или паровоздушной среде. При размораживании в воздухе перепад температур между воздухом и продуктом должен обеспечить отсутствие точки росы с целью предотвращения конденсации влаги.

При размораживании в воздушной среде важное значение имеет также такая система размещения мяса в камерах, при которой не происходит чрезмерный нагрев поверхностных слоев продукта и обеспечивается возможно равномерный ход процесса размораживания по всей партии мяса и в отдельных тушах.

Положительные результаты получены при размораживании мясных туш методом душирования, основанным на направленной подаче струи теплого воздуха к наиболее толстым участкам туши. При размораживании говяжьих полутуш, подвешенных на подвесных путях, движение воздуха около бедренной части является наиболее интенсивным и температура выше, чем в остальных частях. В результате этого продолжительность размораживания отдельных частей туши примерно одинаковая. Достигается равномерное размораживание различных частей говяжьих полутуш; при температуре воздуха 20° С и относительной влажности 85—90% продолжительность размораживания составляет 10—12 ч. Мясо, размороженное до температуры 1° С имеет сухую поверхность и отличается упругой консистенцией, цвет мяса на разрезе ярко-красный, а на поверхности туш — розовый без темных участков.

При размораживании мяса в паровоздушной среде достигается значительное ускорение процесса, так как отепление происходит конденсирующимся паром. При этом достигается увеличение массы мяса, однако поверхность такого мяса влажная, серого цвета, консистенция дряблая; потери мясного сока имеют место в большом количестве, особенно при последующей разделке, обвалке и жиловке. На поверхности такого мяса интенсивно развивается микрофлора, в связи с чем оно становится нестойким при хранении. Применение высоких температур паровоздушной среды приводит к значительному снижению качества мяса.

Размораживание в жидкой среде происходит в несколько раз быстрее, чем в воздухе. При этом происходит некоторое увеличение массы мяса за счет поглощения влаги поверхностным слоем. Однако размораживание мяса в жидкой среде не может быть рекомендовано, так как при этом теряется часть белковых и экстрактивных веществ, происходит обесцвечивание мяса, ослабление аромата и увлажнение поверхности. При размораживании в рассоле происходит и просаливание поверхностных слоев мяса. Этот способ применим для размораживания мяса, подвергаемого посолу; в этом случае посол совмещается с размораживанием. Свиные отрубы при температуре рассола 6° С размораживаются в течение 10 ч. Потери мясного сока достигают 0,9%.

Товарное качество мяса может быть сохранено при размораживании в результате непрямого контакта между греющей средой и продуктом, посредством упаковки полутуш в полиэтиленовые мешки. Однако ввиду сложности осуществления этот способ не может быть рекомендован для применения.

Проведены исследования по использованию энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот (СВЧ) для размораживания мясных блоков. Разработан новый способ размораживания блоков мяса и субпродуктов в электромагнитном поле СВЧ, предложены оптимальные режимы размораживания, обеспечивающие сокращение процесса до 4—5 мин, устранение потерь мясного сока, улучшение санитарно-гигиенических условий размораживания, способствующих повышению качества продукта. Этот способ может быть также применен для размораживания полутуш и четвертин.

При размораживании СВЧ-энергией наиболее существенными факторами, влияющими на протекание процесса и конечный результат, являются мощность СВЧ-энергии, масса размораживаемого продукта и продолжительность процесса. Остальные факторы, в частности температура окружающей среды, ее относительная влажность, играют незначительную роль и в некоторых случаях вообще не влияют на процесс размораживания в СВЧ-поле.

При размораживании мясных блоков на конвейерной СВЧ-установке с частотой возбуждения 433 мГц установлен оптимальный режим: скорость движения конвейера 0,05 м/с, продолжительность воздействия СВЧ-энергии 4 мин, мощность СВЧ-энергии 6 кВт. При размораживании в оптимальном режиме блоки мяса нагревались равномерно (температура блока 0±1°С). Микроволновой нагрев по равномерности повышения температуры по всему объему продукта положительно отличается от всех поверхностных методов размораживания, характеризующихся неравномерностью нагрева. При применении микроволнового нагрева теоретически одновременному нагреву подвергаются все частицы продукта и процесс теплопроводности отсутствует. В связи с этим редко наблюдаются местные перегревы поверхности и появление нежелательного изменения качества продуктов, главным образом в случае размораживания продуктов больших размеров. Степень равномерности микроволнового размораживания возрастает с увеличением однородности состава продукта, содержания в нем воды, уменьшением его размеров и увеличением регулярности формы. Некоторое повышение равномерности нагрева можно получить погружением продукта перед обработкой в воду.

Цвет мяса, размороженного микроволнами, соответствует цвету свежего мяса. Различия в изменении pH, содержании гликогена и водосвязывающей способности показали, что гликолитические процессы в мясе обычного размораживания протекают несколько быстрее, чем в мясе, обработанном СВЧ-энергией. Исследование качественных показателей размороженного мяса показало, что размораживание СВЧ-энергией позволяет исключить нежелательные изменения, имеющие место при традиционном методе размораживания. Исключение потерь массы способствует сохранению белковых и экстрактивных веществ в мясе. Общая микробиальная обсеменённость мяса опытных и контрольных партий составила соответственно до размораживания 33,0 и 95,6 тыс../г; после размораживания она составила соответственно 55,0 и 1207 тыс/г.

При размораживании степень поглощения микроволновой энергии и глубина проникновения электромагнитного излучения определяются частотой и диэлектрическими свойствами продуктов. Поглощение микроволновой энергии жиром отличается от поглощения мышечной тканью. Предполагается, что способность поглощения энергии жиросодержащими продуктами зависит от длины цепи и степени насыщенности жирных кислот. Неравномерность поглощения микроволновой энергии наиболее высокая в мясе с костью.

Различия в скорости поглощения электромагнитных волн наблюдаются также между замороженными и размороженными частями продукта. Это обусловлено значительной разницей величин диэлектрической постоянной воды (ε=88) и льда (ε=35) и сопровождается образованием в продуктах участков неравномерного размораживания вследствие различной скорости размораживания отдельных составных элементов, а также увеличения скорости нагрева во время развития процесса размораживания.

При микроволновом размораживании упаковочные материалы должны обладать соответствующими диэлектрическими свойствами и достаточной стойкостью к воздействию высоких температур. Не допускается применение металлической фольги. Высокие потери имеют место при использовании многослойного материала полиэтилен—целлофан—вискоза. Лучшим материалом считается полиэтилен, особенно полиэтилен низкого давления (tg δ при широком диапазоне частот составляет 0,0005). Допускается также применение упаковок из полистирола и ламинированного картона.

Разработан метод размораживания мяса с применением вакуума, основанный на использовании скрытой теплоты конденсации пара при температурах, не вызывающих существенных изменений на поверхности продуктов. Размораживаемый продукт помещают в горизонтальную цилиндрическую вакуумную камеру.

Одним из главных преимуществ конденсации в вакууме является очень высокий коэффициент теплоотдачи. Температура пара, образующегося в вакууме, соответствует равновесному давлению паров, что в связи с простотой регулирования давления обеспечивает полную гарантию соблюдения заданной температуры продукта. В практических условиях допускаются колебания температур размораживания в пределах ±1° С. Основным преимуществом метода является равномерность процесса размораживания и отсутствие усушки продукта. Установлено, что в результате удаления газов из капилляров тканей и конденсации паров на поверхности продукта создаются условия для интенсивной диффузии влаги в мясо. Предполагается, что это способствует более полному восстановлению исходной структуры мяса. Продолжительность размораживания зависит от вида продукта и толщины блоков. Говядина при толщине 0,09 м и массе 31 кг размораживается в течение 60 мин.

Размораживание мясных туш в контролируемых условиях внедрено фирмой «Хельсингборге Фришус» (Швеция) и позволяет в значительной степени исключить отрицательные последствия обычного размораживания мяса — рост обсемененности, усушку поверхностного слоя и потери тканевых соков. При контролируемом размораживании мяса высокий эффект достигается в результате бактерицидного действия УФ-облучения, создания в камерах размораживания очень высокой относительной влажности воздуха, увеличения скорости оттаивания в результате создания более интенсивного движения воздуха и повышения его температуры. Обработка УФ-излучением обеспечивает обезвреживание микрофлоры на поверхности туш. Бактерицидный эффект достигается в результате непосредственного воздействия УФ-лучей и частично лучей, отраженных от алюминиевых панелей на стенах туннеля. Продолжительность размораживания в зависимости от вида мяса, размера туш и степени загрузки туннеля 24—40 ч. Процесс размораживания управляется автоматически посредством закладки соответствующей программы в специальных приборах центрального распределительного пульта. Представлено запрограммированное и фактическое изменение температур и относительной влажности в туннеле во время размораживания. После 10 ч размораживания температура внутри мышц составляет 5° С, т. е. продолжительность процесса сокращается на 40%. Кроме этого полностью устраняются потери массы мяса, которые при обычном размораживании колеблются в пределах 1—2%, и наблюдается некоторое ее увеличение в результате ресорбции воды поверхностным слоем туши в условиях высокой относительной влажности воздуха. Мясо, размороженное в туннелях, имеет низкую микробиальную обсемененность, и состояние поверхности является близким к поверхности охлажденного мяса.

Источник: Ю.Ф. Заяс. Качество мяса и мясопродуктов. Легкая и пищевая промышленность. Москва. 1981