Холодильное консервирование пищевых продуктов. Общие положения

Холодильное консервирование пищевых  продуктов. Общие положения.

Поиск методов хранения продовольственных  ресурсов человечество ведет с древнейших времен, начав использование с  того , что предоставила природа- солнце и воздух(для сушки), снег, лед, глубинные слои земли, в которых сохранялась относительно низкая температура(для охлаждения и замораживания). Создание первой достаточно совершенной холодильной машины относится к 1875 г. В настоящее время искусственный холод стал одним из главных показателей уровня технического и культурного развития людей страны.

   Использование холода в технологических  процессах консервирования и  переработки продуктов животного  и растительного происхождения  чрезвычайно велико. По существу продукт, влажность которого превышает 10….15% (а это практически все сырье и продукты животного и растительного происхождения), нуждается в холоде на всех этапах - от момента сбора до момента потребления. При этом температурные режимы определяются как функции свойств продукта, сезонности его получения, продолжительности хранения и назначения (торговля, промышленная переработка и т. д.)

     Многообразие процессов отражает, прежде всего, специфические свойства  объектов, однако все процессы  холодильной технологии можно  подразделить на 2 группы - основные и производственные.

     Основные процессы:1.Охлаждение.2. Замораживание.3. Хранение. ( Холодильное) 4.Размораживание.5. Отепление.

Производные процессы: 1. Сублимационная сушка. 2. Холодная сушка.3. Криоконцентрирование. 4. Криоизмельчение.5. Криоразделение.

    Число основных процессов четко  определено и является неизменным, число произвольных процессов  будет постоянно нарастать.

     Основные процессы – это процессы  обязательные, без которых невозможно  обеспечить население пищевым  рационом. Сюда входят охлаждение и хранение в охлажденном состоянии, т. е. в условиях выше криоскопической температуры. Подобное хранение способствует сохранению исходного внешнего состояния продукта в течении сроков зависящих от свойств продукта ,однако сохранность качества обеспечивается непродолжительностью хранения (от нескольких дней до нескольких недель для больших продуктов). Сюда входят также замораживание и хранение в замороженном состоянии, отличающиеся способностью обеспечить сохранение практически любой продукции в течение многих месяцев (в некоторых случаях год и более). В эту  группу входят процессы восстановления первоначального состояния- процессы размораживания и отепления.

Произвольные  процессы это процессы, в которых холод используется в качестве основы для переработки, изменения формы,  вида и свойств пищевых продуктов.

      Многие из этих процессов были  созданы давно, но практически  реализованы только в последнее  время. К ним относятся: 1) сублимационная сушка, т.е. сушка при замороженном состоянии продукта, в результате которой последний сохраняет практически все исходные свойства (удаляется только влага), его первоначальное качество может сохраняться в течение ряда лет и быстро восстанавливаться; 2) холодная сушка, протекающая при низких температурах; 3) криоконцентрирование, обеспечивающая обезвоживание жидких продуктов (соки, экстракты и т.д.);4) Криоизмельчение, протекающее при криогидратных температурах (-50… -190 градус в Цельсиях), когда продукт перешел в крупное состояние и может быть измельчен до любого заданного размера (даже сотой доли миллиметра); 5) криоразделение, позволяющее фракционировать, разделять частицы различных размеров, слипающихся при плюсовых температурах

.

0ХЛАЖДЕНИЕ МЯСОПРОДУКТОВ И ХРАНЕНИЕ ОХЛАЖДЕННЫХ МЯСОПРОДУКТОВ

При охлаждении происходит отвод теплоты от пищевых продуктов с понижением их температуры не  ниже  криоскопической (температура замерзания для мяса разного  вида составляет  -0,7.. 1,9 *С). Известно,  что температура мяса в течение часа после убоя за счет биохимических процессов повышается до' 39.. 42 'С и более [1,  13].   Этот диапазон является, благоприятным для развития многих видов микроорганизмов.

Следует отметить,  что приведенная  трактовка термина "охлаждение" отличаемся от понимания этого термина в криобиологии, где под охлаждением понимают процесс снижения температуры объекта ниже значения,  к которому объект адаптирован. С целью торможения развития микроорганизмов и снижения скорости химических реакций порчи при охлаждении температура понижается в толще   туши до  4...-1*С. Назначение охлаждения в холодильной технологии -  подготовка мясопродуктов к кратковременному (до 2-х недель) хранению или замораживанию. При таких температуpaх в мясе могут протекать с достаточно высокой интенсивностью (но на порядок ниже, чем при начальной температуре) биохимические превращения, обусловленные действием тканевых  ферментов, физико-химические реакции в результате контакта с внешней средой, а также не исключена возможность развития микробиологических процессов. Указанные явления, формирующие качество мяса, находятся в сложной взаимосвязи. Характер и глубина изменений мяса в процессе охлаждения и последующего хранения зависят от его исходных свойств, условий и режима холодильной обработки.   В процессе охлаждения на поверхности продукта образуется так называемая "корочка подсыхания”, частично предохраняющая его от проникновения микрофлоры. "Корочка подсыхания" существенно снижает степень  проникновения внешней  микрофлоры в продукт. В некоторых случаях предпочитают перед охлаждением специально подсушить поверхность продукта, для чего его обдувают сухим теплым воздухом. Это обстоятельство наряду с замедлением биохимические процессов в связи с понижением температуры и определяет возможность сохранения мясопродуктов в охлажденном состоянии без заметного ухудшения качества в течении 10...12 суток.

2.1. Микробиологические процессы

Достижение  главной цели охлаждения - торможение развития нежелательной микрофлоры - представляется достаточно сложной задачей. Понижение температуры приводит к подавлению жизнедеятельности микроорганизмов. Понижая температуру, замедляют ферментативную активность, рост и размножение микроорганизмов. При этом большую роль играет фактор О₁₀, равный 2...4, т.е. с понижением температуры на 10 К скорость протекания ферментативных процессов уменьшается в 2.,.4 раза.

Влияние низких температур при охлаждении мяса на микроорганизмы различных  групп не одинаково. На термофильных и мезофильных микроорганизмах,. температурный оптимум которых соответственно 50...60 'С и 20..25 "С, неблагоприятное влияние низких температур отражается сильнее, тогда как психрофильные бактерии (температурный оптимум жизнедеятельности которых 10 .20 *С) более приспособлены. Часть мезофильных микроорганизмов погибает, большая часть замедляет процессы своего разлития, частично даже приостанавливает их и остается в мясе в состоянии анабиоза. К этой группе микроорганизмов относятся многие виды бактерий из семейства Thterobacferiareae, а также из родов бацилл и клостридий.

Эффект  воздействия пониженных температур на микробную клетку может быть обусловлен нарушением сложной взаимосвязи метаболических реакций в результате различного уровня изменения их скоростей и повреждения молекулярного механизма активного переноса растворимых веществ через клеточную мембрану, В отличие от мезофилов психрофилы способны расти достаточно быстро при 0...5 "С.

Таким образом, охлаждение до температуры, близкой  к точке замерзания тканевой жидкости, не исключает возможность порчи мяса. Однако развитие микрофлоры резко затормаживается и тем больше, чем ближе температура мяса к точке замерзания тканевой жидкости. Из бактерий в мясе обнаруживаются кокковые формы (Micrococcus, Staphylococcus), палочковидные неспоровые (Pseucfcroonas, Achromobacter, Aromonas, Fschenchia, Aerobacter, Proteus, Salmonella. Lactobacillus, Microbac rium), палочковидные спорообраэующие (Bacillu», Clostridium) и д.р.плесневые грибы представлены Micor, Penicellkim, Cloclo*porium и др. дрожжи - Torulopttt, Rhodotoruia и пр.

Основной  причиной порчи охлажденного мяса являются размножения психрофильной аэробной микрофлоры. Наиболее активными из этой группы являются бактерии роде Pseudomonas, Развиваясь при подходящих условиях на мясе, гнилостные микроорганизмы разрушают питательные вещества и выделяют такие продукты жизнедеятельности, которые резко ухудшают органолептические свойства мяса и могут обладать токсичностью. Патогенные и токсиногенные бактерии (Salmonella, Staphylococci ,Clostridium porringers), выживая на мясе при низких температурах, могут являться причиной пищевых отравлений в случае создания условий для их развития.

Скорость  распространения микроорганизмов  в толще мяса зависит от вида микрофлоры, свойств мяса и внешних условий, в первую очередь от температуры. При температуре, близкой к О 'С, в среднем микроорганизмы за 30 сут. проникают на глубину до 1 см. Аэробы подготавливают условия для анаэробов, которые начинают развиваться в первую очередь вблизи суставов, костей, в крупных кровеносных сосудах и кровяном русле, выделяя продукты с крайне неприятным запахом.

Плесени начинают размножаться, прежде всего, на тех участках поверхности мяса, возле которых затруднена циркуляция воздуха; затылочная впадина, зарез, паховые складки, внутренняя поверхность ребер, за редким исключением они не проникают в глубь тканей более чем на 2 мм.

В обычных условиях хранения мяса в полутушах и крупных отрубах наиболее ранним признаком порчи мяса является появление слизи на ее поверхности. Поверхность становится липкой, ухудшается товарный вид, меняется его вкус и запах.

Размножение микробов на поверхности мяса начинается после  небольшого периода задержки и идет с нарастающей скоростью до достижения максимума числа микробов, при котором становится заметным ослизнение.

Эффективность подавления жизнедеятельности зависит не только от конечного уровня температур, но и темпа теплоотвода. Помимо температуры, на стабильность свойств мяса в отношении развития микробиологических процессов при охлаждении и последующем хранении влияют первоначальное количество микроорганизмов на поверхности мяса, величина рН, влагосодержание поверхностных слоев мяса.

Степень обсемененности мяса микрофлорой зависит  от условия содержания транспортировки и подготовки к убою скота, санитарно-гигиенических режимов переработки туш, обескровливания, съемки шкур. нутровки, зачистки. На 1 см⁸ поверхности свежего мяса при соблюдении санитарных требований переработки насчитывают тысячи или десятки тысяч микроорганизмов. Качественный состав микрофлоры разнообразен и включает бактерии приблизительно 20 родов, 10 родов плесневых грибов, а также дрожжи.

Предельные значения рН среды для микроорганизмов колеблются от 4,0 до 9,0. В этом интервале у большинства из них оптимальные значения рН лежат в узкой области и для бактерий соответствуют величинам концентрации водородных ионов, близким к нейтральным. Несмотря на то, что цитоплазматическая мембрана мало проницаема для ионов водорода, отклонения величины рН от оптимальной могут существенно тормозить рост микрофлоры. Концентрация ионов водорода среды влияет ив ферментативные системы клеточных мембран, ответственных за активный транспорт биологически важных веществ.

Смещение  величины рН в кислую сторону в  результате накопления молочной кислоты при автолизе мяса повышает его стабильность к микробиологической порче. Уровень величины рН зависит от содержаний гликогена в мышечной ткани после убоя и интенсивности его распада при хранении мяса. Сроки хранения охлажденного мяса с рН выше в,2 сокращаются более чем в 2 раза.

Испарение влаги с поверхности мяса в результате в процессе его охлаждения приводит к увеличению концентрации растворенных компонентов и понижению величины а, и, как следствие, ингибированию жизнедеятельности микроорганизмов. Уровень влагосодержания зависит от тканевого состава, количества жира, глубины и характера автолитических процессов, влияющих на гидратацию системы, условий и режимных параметров холодильной обработки (относительной влажности, температуры, скорости движения воздуха).

2.2. Автолитические процессы

Наряду с главной задачей охлаждения - подавления жизнедеятельности микроорганизмов при холодильной обработке мяса - важнейшей проблемой является развитие в желательном направлении автолитических процессов. Значение развития биохимических процессов при холодильной обработке мяса связано с их непосредственным влиянием не подавление жизнедеятельности микрофлоры вызывающей порчу продуктов, а также с зависимостью органолептических показателей, биологической ценности и технологических свойств мяса or характера и глубины автолиза мышечной ткани.

В процессе послеубойного хранения мяса в нем последовательно развиваются процессы и связанные ними физико-химические и микроструктурные превращения тканей, совокупность которых приводит к изменению консистенции, сочности, вкуса, аромата и водоудерживающей способности мяса, а также степени устойчивости белков к воздействию протеолитических ферментов.

При наличии  некоторых особенностей в развитии биохимических процессов и их интенсивности основная направленность изменений мяса разных убойных животных и птиц при холодильной обработке, хранении носит общий характер.

Зависимость продолжительности  созревания от температуры может  быть выражена,  по Куприянову, следующей формулой:

tg t - 0,0515 (23,5 – t),

где t - продолжительность созревания, сут, t - температура, *С.

Уровень температуры мяса при охлаждении и темп ее изменения определяют не только интенсивность автолитических процессов, но и влияют на характер изменения белковых систем. В этой связи при охлаждении частей туши большой массы состояние мышечной ткани периферийной центральной зон может иметь свои особенности.