Исследования Я. Я. Никитинского и его сотрудников (начиная с 1913 г.) показали, что микроорганизмы не относятся индиферрентно к углекислоте.
Углекислота сильно подавляет развитие плесеней. Я. Я. Никитинский, Ф. М. Чистяков и другие обнаружили подобное подавляющее влияние углекислоты и на большинство сапрофитных бактерий.
Консервирующее действие углекислого газа объясняется его депримирующим действием на жизненные процессы. Поэтому условия углекислотного хранения живых продуктов (свежие плоды, овощи, яйца и т. д.) отличны от неживых (мяса и рыбы).
Наиболее сильно подавляется развитие микроорганизмов при полной замене воздуха углекислым газом. Но высокие концентрации углекислоты в воздухе, действуя на микроорганизмы более эффективно, вызывают значительное изменение цвета мяса. Исследования показали, что цвет мяса изменяется при снижении pH мяса и уменьшении парциального давления кислорода.
Б. С. Алеев провел исследования метода углекислого хранения, чтобы установить, какое влияние оказывают эти условия (если воздух полностью замещают углекислым газом и создают анаэробные условия) на развитие анаэробных форм бактерий, являющихся возбудителями пищевых отравлений.
Исследования показали, что бактерии ботулизма развиваются в углекислом газе слабее, чем в атмосфере какого-либо другого безразличного газа, как, например, водорода. Паратифозные бактерии углекислым газом подавляются очень сильно.
Лабораторные опыты и опыты в производственных условиях хранения мясопродуктов в атмосфере, содержащей углекислоту, показали значительное удлинение сроков хранения по сравнению с хранением в обычных условиях. Сроки углекислотного хранения охлаждаемых мясопродуктов, по данным Я. Я. Никитинского и В. С. Загорянского, увеличиваются часто даже в 3—4 раза.
Изучение Мораном, Смитсом и другими действия на плесени различных концентраций углекислого газа показало, что для полного задержания роста плесени на охлажденном мясе требуется высокая концентрация углекислого газа. Так, при 60%-ной концентрации появление плесени полностью приостановилось, но такая высокая концентрация влекла за собой обесцвечивание мяса и отбеливание жира. На основании вышеуказанных исследований было установлено также, что 10%-ная концентрация углекислого газа замедляет, а 20%-ная полностью /приостанавливает рост столь распространенной на мясе плесени, как Thammidium chaetocladium. Причем, чем ниже температура, тем требуется меньшая концентрация углекислого газа в воздухе для подавления роста плесеней.
Углекислый газ задерживает прогоркание жира, являющегося результатам как чисто биохимических, так и бактериальных процессов. В атмосфере, содержащей углекислый газ, жир говяжий и бараний более стоек против прогоркания, чем жир свиной.
Опыты показали, что углекислый газ при температуре камеры 0° задерживает изменения говяжьего жира. При 10%-ной концентрации его в насыщенной атмосфере срок до появления в этом жире неприятного привкуса увеличивается вдвое по сравнению с хранением его в одном воздухе. При меньшей влажности задерживающее влияние углекислого газа увеличивается. Повышенная концентрация (15—20%) не оказывает заметного ухудшения ни вкуса, ни сопротивления жира к окислению в течение 50 дней. Влияние углекислого газа на сохранение качеств говяжьего жира на мясе уменьшается, если мясо поместить в его атмосферу не сразу после первичной переработки скота, а спустя несколько дней.
Перевозка в газовых (с углекислым газом) камерах охлажденного мяса на большие расстояния показала, что углекислотное хранение мяса в соединения с охлаждением практически осуществимо, эффективно и экономически оправдано. Оптимальная концентрация углекислого газа при хранении мяса 10%. Наиболее благоприятные температурные условия углекислотного хранения мяса 0° и ниже. Такое хранение не вызывает изменений вкуса, запаха и консистенции мяса, отмечают лишь изменение цвета.
Опыты УкрВНИХИ по хранению свиного жира (шпика и топца) в атмосфере углекислого газа показали, что при 20—23%-ной концентрации его период сохраняемости свиного жира при температурах 18, 6, 2 и —2° значительно удлиняется при сохранении всех его качеств; с понижением температуры до —8° эффективность влияния углекислоты на сохранность жира снижается.
Охлажденное мясо в атмосфере, содержащей около 10% углекислого газа, может сохраняться значительно дольше, чем в атмосфере воздуха, не обнаруживая никаких признаков порчи в течение 60—70 дней.
Работы по выявлению условий углекислотного хранения мяса и мясопродуктов, проведенные в лаборатории Я. Я. Никитинского при его участии или его последователями, показали, что мясо как в свежем, охлажденном, так и в вареном, жареном или полукопченом виде хорошо сохраняется в 100%-ном углекислом газе или в атмосфере лишь 10—20%-ной концентрации углекислого газа.
Сохраняемость вареных и жареных мясопродуктов (рубленых котлет, вареных колбас) при температуре 20—14° увеличивается при углекислотном хранении в 2—10 и более раз по сравнению с хранением в атмосфере воздуха.
Хранение охлажденного мяса в атмосфере с углекислым газом может заменить замораживание и хранение в мороженом виде, причем углекислотный метод хранения мяса устраняет все нежелательные явления, связанные с его замораживанием. Углекислотное хранение мороженого мяса устраняет не только обычные изменения мяса, вызванные его замораживанием, но и значительно замедляет прогоркание жира.
В основе метода углекислотного хранения мяса лежит проникновение в мышцы и жир углекислого газа, оказывающего, как указано выше, подавляющее действие на микроорганизмы. 10%-ная концентрация углекислого газа в атмосфере, оптимальная для мяса и позволяет увеличить значительно срок хранения мяса без существенных качественных его изменений по сравнению с чисто воздушным хранением. Задние четвертины мяса сохраняют свой цвет, а передние лишь в незначительной степени теряют нормальную окраску. Окраску можно сохранить, если содержание кислорода в газовой смеси будет несколько повышено.
В газонепроницаемом помещении, исходя из условия, что 1 т мяса располагают на площади 2,9 м2 для того, чтобы концентрация углекислого газа в атмосфере была равной 10%, по расчетам Морана, необходимо иметь 0,65 кг углекислоты на каждую тонну мяса; из этого количества 0,154 кг будет абсорбировано мясом, а 0,396 кг останется в воздухе.
Для углекислотного хранения мяса требуются газовые хранилища специальной конструкции, чтобы не было утечки газа.
Хранить и перевозить продукты в атмосфере углекислого газа можно в газонепроницаемых контейнерах из нержавеющего металла, размещая их в охлаждаемых камерах холодильника, судах-рефрижераторах, охлаждаемых вагонах и автомобилях.
При оборудовании газонепроницаемых камер необходимо: закрывать люки газонепроницаемым материалом; устраивать газонепроницаемую изоляцию наружных ограждений, для чего рекомендуется пробка с битумными слоями, а также обшивка стен оцинкованным железом с хорошей пропайкой швов; устраивать пол из жирного бетона и т. д. Углекислый газ направляется в хранилище из углекислотных баллонов, источником его может служить и сухой лед.
Перевозка мясопродуктов в различного вида контейнерах из картона, гладкого или гофрированного, с закладкой в них сухого льда, который при испарении охлаждает продукт, является также одной из форм применения метода углекислотного хранения, сопровождающегося правда утечкой газа.