Сущность процесса замораживания мяса

Замораживают мясо для подготовки к длительному хранению при низких температурах. Замороженное мясо по сравнению с охлажденным стойко при хранении, так как при замораживании вода превращается в лед и продукт приобретает более низкие температуры, чем при охлаждении. В результате в мясе ухудшается условия для биохимических процессов и жизнедеятельности микрофлоры. При замораживании в продукте происходят такие процессы, которые не наблюдаются при охлаждении (например, нарушение структуры тканей, частичная денатурация белков и др.). Так как основной задачей правильного замораживания мяса является сохранение его питательных и вкусовых свойств, то необходимо добиться максимальной обратимости явлений, происходящих при замораживании.
Процесс замораживания мяса сложный, поэтому рассматривать его нужно не как простое вымерзание содержащейся в мясном соке поды. В состав мяса входят органические и неорганические вещества. В среднем мясо содержит 70—75% воды, 20% белковых веществ, 5—7% жиров, около 1% солей и другие вещества.
Вода в мясе находится в химически связанном состоянии с частью белков, которые набухают в ней, образуя коллоидный раствор. Кроме того, в мясе есть и свободная (гигроскопическая) вода в промежутках между клетками и пучками волокон. В воде растворены также соли Na, К, Ca, Mg, Fe и др. Вследствие этого мясной сок замерзает не при 0°С как вода, а несколько ниже. Температура замерзания мясного сока колеблется в зависимости от сорта мяса от -0,5 до -1,2° С; в среднем температуру начала замерзания мясного сока принимают равной -1°С (криоокопическая точка). Дальнейшее промерзание мяса происходит постепенно от периферийных слоев к внутренним.
При температуре -1°С замерзает не вся вода; переход воды) в твердое состояние происходит постепенно. Растворимые в воде соли понижают точку замерзания, поэтому по мере вымерзания воды температура замерзания тех частей раствора, которые остаются в жидком состоянии, понижается вследствие большей концентрации. Таким образом, в течение всего периода замораживания мяса происходит понижение температуры замерзания раствора, с одной стороны, и повышение концентрации жидкой части раствора, с другой. Это продолжается до тех пор, пока оставшаяся незамерзшей жидкость не превратится в однородную массу.
Температура, при которой полностью замерзает мясной сок (криогидратная), находится в пределах -62/-65° С, т.е. она значительно ниже криогидратной или эвтектической температуры раствора солей, входящих в состав мясного сока (NaCl — минус 21,2°С; СаС12 — минус 55°С).
Гейссом и другими учеными установлено, что соответственно понижению температуры мяса ниже криоскопической точки вымораживается определенное количество воды (табл. 1).

Количество и величина ледяных кристаллов, образующихся при замерзании, зависят от скорости замораживания: чем медленнее происходит замерзание, тем грубее структура замороженного мяса (рис. 57, б), и наоборот, чем скорее замерзает мясо, тем мельче будут кристаллы и лучше структура мяса (рис. 57, г). В этом случае обратимость процесса замораживания будет более полной благодаря большой поверхности многочисленных мелких кристаллов. Вода затвердевает без значительного перераспределения.

Чем медленнее происходит процесс замораживания, тем больше воды успевает перейти из клеток в межклеточные пространства и превратиться затем в кристаллы льда, постепенно увеличивающиеся и деформирующие клетки, что приводит к обезвоживанию клеток. В результате же обезвоживания коллоиды мяса теряют способность поглощать ту воду, которая была из них выморожена — теряется их гистологическая обратимость.
Даже при частичном вымерзании связанной воды исключается возможность полного восстановления первоначальных свойств мяса. Наиболее значительны изменения белков в том случае, когда при замораживании медленно понижается температура вблизи -4° С. В этот период вымерзает большая часть воды, содержащейся в мясе. Это явление И. А. Смородинцев объясняет перемещением белков, происходящим при травмировании клеток кристаллами льда, и последующим развитием ферментативных процессов вместе с частичной денатурацией белков. Отсюда можно сделать вывод, что при замораживании должна быть возможно быстрее пройдена температурная область, в пределах которой вымерзает наибольшее количество воды, содержащейся в продуктах.
Следовательно, целесообразно производить быстрое замораживание, но при таких температурах, которые не вызывают явлений, сокращающих обратимость замораживания. Скорость замораживания мяса зависит от физических свойств и химического состава мяса, от состояния мяса и условий, в которых производится замораживание. Ускорение замораживания может быть достигнуто уменьшением толщины продукта, понижением температуры теплоотводящей среды, увеличением коэффициента теплоотдачи от продукта к среде.