Лекция по “Консервации мяса и мясных продуктов” — Изменение структуры тканей при замораживании мяса
- Лекция по “Консервации мяса и мясных продуктов”
- Охлаждение мяса. Способы, условия и их оценка. Изменения в мясе при охлаждении
- Способы и режимы охлаждения мяса
- Охлаждение тушек птицы
- Хранение охлажденного мяса
- Подмораживание мяса. Способы, условия и их оценка.
- Замораживание мяса. Способы, условия и их оценка.
- Изменение структуры тканей при замораживании мяса
- Способы и режимы замораживания и хранения мяса
- Замораживание мяса в жидких кипящих и не кипящих средах
- Оборудование для замораживания мяса
- Размораживание мяса. Методы и их оценка.
- Размораживание в вакуумных массажерах
Изменение структуры тканей при замораживании мяса
Под мясом, в промышленном значении, понимают мышечную, соединительную, жировую и костную ткани с прилегающими к ним кровеносными сосудами, лимфатическими узлами, нервной тканью и другими образованиями.
Мышечная ткань обладает наибольшей пищевой ценностью. Влияние скорости замораживания на мышечную ткань проявляется не только в изменении гистологии ткани. От нее зависит также протекание процесса при оттаивании замороженного мяса.
При этом наиболее важной задачей является уменьшение вытекания сока, который содержит белки, пептиды, аминокислоты, молочную кислоту, витамины и минеральные вещества. Количество вытекающего сока зависит, в первую очередь, от того, как медленно или быстро проводится замораживание. При медленном замораживании количество вытекшего сока больше, так как вследствие дегидратации клеток возрастает ионная концентрация, и белки повреждаются. Способность к набуханию и удерживанию воды в денатурированных белках понижена, поэтому после оттаивания мышечные волокна не могут адсорбировать освободившуюся жидкость.
Количество вытекающего сока зависит не только от скорости замораживания. Так, различные мышцы теряют разное количество сока, а в пределах мышц одной группы потери сока тем меньше, чем больше рН. Кроме того, длительное холодильное хранение мяса перед замораживанием препятствует вытеканию из него сока. При этом в процессе созревания мяса высвобождаются новые ионы кальция и натрия, которые адсорбируются миофибриллярными белками. Количество вытекающего сока сильно зависит от того, наступило ли окоченение мышц перед замораживанием.
От скорости замораживания зависит также водоудерживающая способность мяса после оттаивания: при медленном замораживании эта способность намного меньше.
При холодильном хранении могут произойти изменения структуры ткани. При испарении концентрация раствора в поверхностном слое может увеличиться до такой степени, что произойдут необратимые процессы денатурации белков, усадки клеток, образования корочки на поверхности. Вследствие выделения воды наблюдаются агрегация и дезагрегация белковых частиц, что приводит к снижению водосвязывающей способности белковых веществ и изменению консистенции и вязкости.
Изменения, вызываемые перераспределением воды при замораживании, носят, преимущественно физический характер, и их интенсивность зависит, в решающей степени, от скорости охлаждения. Если скорость низкая, то в продуктах растительного и животного происхождения сначала кристаллизуется внутриклеточный тканевый сок, концентрация которого относительно невысока. Кристаллы льда группируются вокруг клеток, где находится клеточный сок высокой концентрации, имеющий низкую точку замерзания.
Повышенное давление пара в переохлажденной, но еще незастывшей жидкости внутри клетки вызывает диффузию водяного пара через стенки клеток. При небольшой скорости замораживания количество диффундирующей воды оказывается достаточным для образования льда внутри клетки. Этот процесс заканчивается тогда, когда после достижения криогидратной точки клеточный сок полностью затвердевает и через некоторое время, после прекращения замораживания, парциальное давление водяного пара внутри клетки и в межклеточном пространстве уравнивается. Усадка клетки является следствием процесса замораживания. Она вызвана увеличением концентрации клеточного сока, что, в свою очередь, способствует химическим изменениям. Кроме того, в межклеточных пространствах образуются крупные кристаллы льда, которые деформируют и разрушают ткань. Чем выше скорость замораживания, тем меньше повреждения клеток и ткани.
Несмотря на некоторое повреждение структуры, замораживание — относительно щадящий способ сохранения качества мяса.
Однако, высокая скорость замораживания — не единственный фактор, обеспечивающий высокое качество продукта. Необходимо учитывать исходное качество продукта и условия его хранения в замороженном состоянии.
Рекристаллизация. Преимущества быстрого замораживания могут быть сведены до минимума в результате процессов рекристаллизации, т.е. роста числа больших кристаллов льда в результате диффузии водяного пара, происходящей из-за разницы давления пара над поверхностью кристаллов. Если в процессе хранения продуктов в замороженном состоянии температура постоянно колеблется, то различия в величине кристаллов у медленно- и быстрозамороженных продуктов полностью исчезают. Возникновение крупных кристаллов льда в результате рекристаллизации отрицательно воздействует на качество замороженного мяса, так как происходят деформация и разрыв клетки и увеличиваются потери мясного сока при размораживании.
Влияние замораживания на микроорганизмы. Вымерзание воды из клеток микроорганизмов начинается при достижении точки замерзания. Преобладающая часть воды вымерзает при более низкой температуре в области максимального кристаллообразования; для микроорганизмов этот интервал от -8 до -120С. Поскольку некоторые виды микроорганизмов размножаются при — -12°С, продукты следует замораживать до более низкой температуры и хранить при температуре ниже —150С. В этом случае, после длительного хранения в замороженном мясе не происходит микробиальной порчи.
Гибель микроорганизмов при низких температурах происходит вследствие изменения структуры клеточной протоплазмы и нарушения обмена веществ. При температуре -20÷ -250С полностью прекращаются ферментативные процессы в клетках, замедляется денатурация клеточных коллоидов. По этой причине при низких температурах скорость гибели микроорганизмов меньше, чем при -8÷-120С. Таким образом, замораживание при низких температурах уничтожает микрофлору не полностью, и в последнее время на первый план все больше выступают проблемы контроля микробиологического загрязнения быстрозамороженных продуктов. В процессе производства быстрозамороженных продуктов исключительно важно поддерживать высокий уровень личной и производственной гигиены.
Кроме отрицательного воздействия живых микроорганизмов, опасность представляет действие ферментов, сохраняющихся в продукте после гибели микроорганизмов, синтезирующих их. Так, вследствие активности липазы гидролиз жиров может продолжаться даже при —20°С. При снижении температуры замораживания активность ферментов уменьшается. После размораживания активность большинства ферментов восстанавливается. Активность ферментов существенно снижается при многократном замораживании и размораживании. Активность ферментов зависит также от содержания влаги в продукте и величины рН. При ферментативном распаде роль воды заключается, прежде всего, в транспортировании растворенных компонентов к ферментам.