Курсовая работа: Анализ технологий предотвращения фактической естественной убыли мяса и мясопродуктов при холодильной обработки
Охлажденным является мясо после разделки туш, температура которого доведена до 0—4 ºС, оно характеризуется упругостью мышц, неувлажненной поверхностью и покрыто корочкой подсыхания.
При охлаждении в мясе происходят различные процессы: окислительные, микробиологические, автолитические изменения под действием ферментов, тепло- и влагообмен с окружающей средой. Характер и глубина изменений при охлаждении и последующем хранении зависят от вида и качества сырья, а также условий и режима холодильной обработки.
При охлаждении и последующем хранении происходят обесцвечивание мяса и мясопродуктов в результате окисления пигментов мышечной ткани — миоглобина и крови — гемоглобина. Миоглобин с кислородом воздуха образует оксимиоглобин, придающий мясу яркую окраску.
Процесс дальнейшего окисления связан с изменениями валентности железа, входящего в пигменты. При этом миоглобин превращается в метмиоглобин и мясо темнеет.
Жир подвергается также гидролизу и окислению с накоплением низкомолекулярных жирных кислот, пероксидов, альдегидов и ряда других веществ.
Для увеличения сроков хранения охлажденного мяса, мясопродуктов применяют различные упаковки с регулируемыми газовыми средами, ультрафиолетовое и ионизирующее излучения, упаковывание под вакуумом, а также электростимуляцию.
Использование полиэтиленовых, сарановых и вискозиновых полимерных пленочных покрытий предохраняет продукт от внешних воздействий, что улучшает санитарное состояние мяса, а также снижает потери массы, бактериальную обсемененность, способствует сохранению окраски и предотвращает окисление жиров. Разработаны способы хранения мяса в упаковке под вакуумом; этот способ связан с тем, что при понижении парциального давления кислорода мясо меньше окисляется. Электростимуляцию применяют в основном при холодильном хранении мяса для предотвращения так называемой холодной контрактации (сокращения).
Перспективным является хранение мяса в газовых средах с регулируемым составом. Так, срок хранения мяса в среде, содержащей 10% СО
, при температуре -1…1,5°С и относительной влажности 90—95% увеличивается в 2 раза по сравнению с хранением в обычной атмосфере, а в смеси азота (70 %), диоксида углерода (25 %) и кислорода (5 %) срок хранения увеличивается в 2,5—3 раза. Положительно оценивается введение в состав газовой смеси оксида углерода, поскольку диоксид и оксид углерода оказывают не только угнетающее, но и губительное действие на микроорганизмы. Правильное соотношение компонентов регулируемых газовых сред также обеспечивает стабильность окраски и тормозит развитие окислительной порчи жира [8].
Для увеличения срока хранения охлажденной говядины предлагается проводить озонирование: первые 4 сут по 4 ч ежедневно при концентрации озона 10—20 мг/м, затем по 3 ч через каждые 2 сут при концентрации озона 4—6 мг/м . Однако при использовании озона следует иметь в виду возможность конденсации между белковыми компонентами клеточных мембран и продуктами распада мальозонида, а также окисления тиоловых групп ферментов, в результате которых образуются токсичные вещества. Применение озона не получило распространения при хранении охлажденного мяса.
Увеличить сроки хранения охлажденного мяса можно при использовании ионизирующего излучения, под влиянием которого развитие микроорганизмов подавляется. При интенсивности облучения 3—5 кГр срок хранения охлажденного мяса при -1…5ºС увеличивается до 2 мес. При более высоких дозах облучения происходит большая гибель микроорганизмов, однако в продуктах появляется посторонний запах.
На срок хранения охлажденного мяса влияют способ охлаждения и относительная влажность воздуха.
Подмороженным называется мясо после холодильной обработки температура в толще бедра на глубине 1 см -3…5ºС, на глубине 6 см 0—2 °С. В процессе хранения температура подмороженного мяса (туши, полутуши, четвертины) по всему объему должна быть -2…3ºС.
В подмороженном мясе автолитические процессы замедляются, но не останавливаются. В первые сутки хранения при -2ºС в мясе интенсивно протекают биохимические процессы вследствие изменения концентрации солей, вызванного частичным вымораживанием воды. В дальнейшем основное влияние оказывает понижение температуры, в результате чего в мышечной ткани протекают те же автолитические изменения, что и при хранении охлажденного мяса, но несколько медленнее. Состояние окоченения при 0ºС вместо 24 ч отодвигается на 10—12 сут, а созревает мясо через 15—20 сут. При хранении подмороженного мяса значительно снижается его микробиальная порча и первые признаки ослизнения поверхности появляются через 35—40 сут [8].
В процессе хранения при -2ºС в течение 10—12 сут сорбционная способность мяса снижается и наблюдаемое в этот период понижение сорбционной способности совпадает с наступлением окоченения. После окончания окоченения сорбционная способность возрастает и через 12—14 сут хранения увеличивается на протяжении всего срока дальнейшего хранения.
При хранении в подмороженном мясе происходит интенсивное накопление свободных аминокислот, и суммарное содержание свободных аминокислот через 12 сут хранения мяса при -2°С достигает примерно такого же уровня, как и в мясе, хранившемся при 2 °С в течение 7 сут. Помимо свободных аминокислот образуются летучие ароматические вещества (высшие спирты, неолы, сульфиты, альдегиды, кетоны, эфиры, жирные кислоты, амины и сложные смеси этих веществ). Однако изменение ароматических веществ при -2ºС происходит с меньшей скоростью, чем при 2 °С. При хранении мяса в условиях низких положительных температур наибольшее содержание летучих ароматических веществ наблюдается через 6—7 сут, а при температуре, близкой к криоскопической через 14—16 сут. Состав ароматических веществ в охлажденном и подмороженном мясе одинаков.
Электростимуляция мяса перед подмораживанием позволяет значительно сократить сроки созревания и использования мяса в производстве. Электростимуляция приводит к быстрому снижению рН мяса, что вызывает более быстрое наступление окоченения. После электростимуляции максимальное посмертное окоченение мяса наблюдается через 24 ч. Гистологические исследования мышечных волокон мяса, подверженного электростимуляции в разные периоды автолиза, показали, что такая обработка ускоряет созревание мяса.
В мясе птицы биохимические процессы происходят с большей интенсивностью и ферментация заканчивается быстрее. Процесс посмертного окоченения в подмороженном мясе птицы наступает на 2—3-и сутки хранения; а при температуре 0-2ºС водоудерживающая способность становится минимальной через 2-3 сут. По окончании окоченения водоудерживающая способность увеличивается и достигает максимума через 10-15 сут.
Замороженное мясо имеет температуру в толще мышц не выше -8 °С.
После прекращения жизни животного в мясе происходит сложный комплекс изменений под воздействием ферментов — автолиз. Замораживание мяса приводит к изменению его физико-химических и морфологических свойств, а также гибели микроорганизмов. Особенности изменения мясных систем при замораживании определяются фазовым переходов воды в лед и повышением концентрации веществ, растворенных в жидкой фазе. В отличие от чистой воды температура начала замерзания (т. е. криоскопическая точка) такого раствора должна быть ниже 0°С, что соответствует его ионной и молекулярной концентрации. Мясной сок начинает замерзать при температуре -0,6…1,2ºС. При температуре замерзания в водном растворе начинается кристаллизация воды, и по мере вымораживания воды остаточная концентрация раствора возрастает и температура замерзания еще больше понижается. Понижение температуры замерзания растворов происходит в соответствии с законом Рауля, согласно которому снижение температура замерзания жидких растворов по отношению к чистой воде пропорционально концентрации растворенною в ней вещества.
Ввиду того что замерзание сопровождается уменьшением количества воды в растворе, концентрация остаточного раствора постоянно растет, пока не достигнет концентрации самой низкой температурной точки — так называемой эвтектической точки замерзания. Эвтектическая точка мышечной ткани лежит в интервале -59…64ºС. У продуктов, обладающих тканевой структурой, содержание растворенных веществ во влаге межклеточного пространства обычно ниже, чем в клеточной влаге. В связи с этим при замораживании кристаллики льда начинают образовываться в межклеточном пространстве и концентрация раствора в межклеточном пространстве возрастает. Если замораживание происходит медленно, то благодаря разнице концентраций внутри и вне клеток вода из клеток частично диффундирует в межклеточное пространство. Поскольку размеры образовавшихся в межклеточном пространстве кристалликов льда увеличиваются за счет уменьшения массовой доли влаги, клетки высыхают. Этому способствует также то, что во время замерзания объем воды увеличивается примерно на 10 % и образовавшиеся в межклеточном пространстве кристаллики оказывают на клетки механическое давление.
Во время быстрого замораживания кристаллизация также начинается в межклеточном пространстве, но отвод теплоты совершается быстрее, чем диффузия влаги из клеток. И прежде чем начинается диффузия молекул воды через стенки клеток, происходит замерзание внутри клеток. Именно поэтому из медленно замороженных животных тканей после их оттаивания уходит много клеточной влаги. При быстром замораживании потери капиллярной влаги минимальны [8].
Раньше считали, что преобладающая часть потерь сока связана с механическим разрушением клеток под давлением больших кристалликов льда, которые образуются при медленном замораживании мяса. На самом деле большая часть потерь сока происходит не из-за механического разрушения клеток, а из-за диффузии клеточной влаги в межклеточное пространство при медленном замораживании клеток.
При быстром замораживании наиболее существенно, чтобы температура продукта как можно быстрее проходила через область так называемого максимального кристаллообразования (-1…5°С), когда вымерзает основная часть имеющейся воды.
Изменение структуры тканей при замораживании заключается в следующем.
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, 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.
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.