Пригодность сырья для замораживания

Пригодность сырья для замораживания определяется рядом факторов.

Качественные свойства сырья, обусловленные генетикой (свойства вида), подвержены дополнительному воздействию экологических условий (свет, температура, осадки, вид, почвы) и агротехнических приемов (орошение, способ посадки, время посева и сбора, техника сбора, вид, количество и сроки внесения удобрений, применение регуляторов роста, пестицидов и т.д.).
Пригодность различных видов растительного сырья для замораживания исследуется в различных странах на протяжении нескольких десятков лет. Результаты проведенных исследований показывают, что для качества некоторых замороженных пищевых продуктов растительного происхождения решающее значение имеют видовые свойства; для других видов растительного сырья – это влияние не установлено или же проявляется в сравнительно небольшой степени.
Исследования пригодности горошка к замораживанию подтвердили явно выраженное влияние сорта на изменение качества при замораживании. Трудность получения замороженной фасоли с требуемыми качественными свойствами объясняется чрезмерной степенью созревания перерабатываемого сырья. Влияние сорта шпината выражено в меньшей степени, и можно успешно перерабатывать зимнее, весеннее и осеннее сырье различных сортов. Переработка всех изученных сортов брюссельской капусты позволила получить готовый продукт высокого качества. При изучении переработки огурцов не удалось получить продукта хорошего качества, главным образом из-за явно выраженного ухудшения консистенции после размораживания.
Наиболее обширные исследования были проведены для различных сортов клубники. Они показали, что качество замороженных плодов зависит как от сорта, так и от климатических условий (продолжительность воздействия солнечных лучей, средняя температура, величина осадков) последней декады перед сбором. Для некоторых сортов (в сравнимых условиях) установлено более высокое содержание витамина С, чем в других.
Обнаружены сортовые различия в садовой малине, а также в черной и красной смородине. Белую смородину ввиду неблагоприятных изменений внешнего вида не направляют на переработку с последующим замораживанием. На качество замороженного картофеля решающее влияние оказывают сорт и применяемая технология переработки. Замороженные продукты из картофеля, перерабатываемого непосредственно после уборки, обычно обладают более высоким качеством, чем выработанные из сырья, предварительно хранившегося несколько месяцев. Несмотря на это за рубежом (США, Англия) замороженный картофель вырабатывают на протяжении 9 месяцев в году, что обусловлено использованием кондиционного сырья. По-видимому, положительный эффект замораживания такого сырья в значительной степени обусловлен использованием сортов картофеля пригодных для замораживания.
Большое значение имеет воздействие среды и условий вегетации, а также влияние агротехнических приемов. Исследования состава и свойств черники показали, что ягоды, собираемые в южной части Польши, содержат больше сахаров, чем ягоды, собираемые на севере; ягоды из восточных районов по размерам больше, чем из западных; ягоды, собираемые на возвышенностях, обладают худшим качеством, в частности содержат меньше витамина С, чем ягоды с низменностей.
Влияние экологических и агротехнических факторов на пригодность для переработки растительного сырья разберем на примере шпината: при выращивании па песчаных почвах содержание минеральных веществ увеличивается; при повышенных средних температурах в период вегетации снижается содержание витаминов, введение в почву повышенного количества азотных удобрений обусловливает увеличение содержания нитратов в листьях.
Машинная уборка сырья вызывает обычно более значительные потери и повреждения, чем ручная.
Оптимальная степень созревания плодов, предназначенных для замораживания, за немногими исключениями идентична степени зрелости плодов, предназначенных для непосредственного потребления, так как при замораживании прекращаются процессы созревания плодов.
Овощи, предназначенные для замораживания, обычно собирают на более ранней стадии созревания, чем для других видов промышленной переработки, например на 1 – 2 дня раньше, чем при переработке на консервы. Одним из существенных критериев пригодности для промышленной переработки при использовании сырья однократной машинной уборки является равномерность созревания определенного сорта.
Сырье определяет качество замороженных плодов и овощей. Задача сводится к выбору наилучших выращиваемых и настоящее время сортов или же к созданию новых с особо благоприятными свойствами.
Требования к сырью, направляемому на замораживание, изложены в соответствующих нормах.
В технологической практике большое значение имеют организация и техника эффективной уборки урожая, транспортировка сырья на предприятие и его немедленная переработка. Задержка переработки даже на несколько часов вызывает ухудшение качества продукта. Потери витамина С во время транспортировки и кратковременного хранения сырья часто превышают потери при переработке. Кроме того, хранение сырья перед переработкой сопровождается значительными потерями массы. Деформация и потери в результате неправильного обращения с плодами и овощами чаще всего является необратимыми.
Пригодность для замораживания сырья животного происхождения связана с динамикой происходящих в нем посмертных процессов. Ход посмертного гликогенолиза зависит от исходного содержания гликогена в сырье от температуры. Реакция среды мышечной ткани может изменяться от рН 7,2 (прижизненное состояние) до рH 5,5, близкого к изоэлектрической точке белков, характеризующегося минимальной способностью белковых веществ к связыванию воды. Более низкие значения рН характерны для здоровых животных, отдохнувших перед убоем, в мышечной ткани которых содержится большое количество гликогена. Заболевание, утомление, возбуждение животных вызывают снижение резервов гликогена в организме и обусловливают более высокую конечную величину рН мяса. Молочные телята и свиньи более впечатлительны к предубойным стрессам, чем крупный и мелкий рогатый скот; у свиней утомляемость могут вызвать некоторые виды кормов.
Гликогенолиз замедляется со снижением температуры с 38 до 0 °С. Одновременно изменяются качественные показатели процесса. Быстрое охлаждение мяса после убоя обусловливает более позднее появление признаков окоченения и более значительные изменения, чем при высоких температурах. Медленный гликогенолиз обусловливает большую степень сокращения мышц и ухудшение их реологических свойств. Это явление получило название холодильного сокращения. После завершения гликогенолиза и развития посмертного окоченения начинается распад актомиозина, освобождение актина из структуры комплекса и расслабление мышц.
Химические реакции, происходящие при окоченении, сопровождаются выделением тепла. В адиабатических условиях температура туш может повышаться на несколько градусов. Комплекс био-физико-химических изменений, происходящих при посмертном окоченении и созревании, положительно влияет на органолептические свойства мяса. В результате снижения содержания нуклеотидов и увеличения содержания пуриновых оснований (главным образом гипоксантина) улучшается вкус мяса. Накопление редуцирующих летучих веществ обусловливает образование специфического запаха мяса.
В процессе созревания непрерывно и пропорционально его продолжительности увеличивается нежность мяса, что обусловлено набуханием некоторых фракций белковых веществ, а также частичным гидролизом коллагена в кислой среде.

Рис. 1 – Зависимость продолжительности созревания мяса от температуры среды по Куприянову

Продолжительность полного созревания мяса зависит от температуры хранения (рис. 1), вида мяса, пола, возраста и индивидуальных свойств животного (например, степень упитанности, физиологическое состояние непосредственно перед убоем). По данным Куприянова, зависимость продолжительности созревания мяса от температуры определяется уравнением:
lg Z_t = 0.0515 · (23.5 – t),
где Z_t – продолжительность созревания, дни; t – температура процесса, 0 °С. В пределах температур от 0 до 2 °С продолжительность созревания составляет 2 – 3 дня для свинины, 3 – 4 дня – для телятины и баранины и 10 – 14 дней – для говядины. При более высоких температурах ход процесса созревания является аналогичным, наблюдаются лишь соответствующее его ускорение.
На основании литературных данных установлено, что приближенные сроки созревания, обеспечивающие удовлетворительное качество мяса, для 6 °С – 6 дней, для 0 °С – 10 – 12 дней. Предельные сроки созревания ограничены прежде всего микробиологическими процессами, происходящими в сырье. Продолжительность хранения охлажденного мяса обратно пропорциональна логарифму количества микроорганизмов на поверхности мясных туш после завершения первичной обработки. Мясо можно считать сомнительной свежести при обсеменении поверхности психрофильной микрофлорой 10⁷ – 10⁸ на 1 см².
Пригодность для замораживания мяса диких животных зависит в основном от метода отлова. Мясо животных, убитых в утомленном состоянии после длительного преследования, менее стойкое и обладает худшим качеством. Сохранность мяса зависит от степени обескровливания и рН (рН мяса животных, убитых в утомленном состоянии, выше 6.4, а мяса отдохнувших животных – 5.6 – 6.0). Процессы порчи мяса развиваются в первую очередь в местах кровоизлияний.
Мясо рыб отличается от мяса теплокровных животных более низким содержанием гликогена. Поэтому посмертное снижение рН выражено в меньшей степени и мясо рыб менее устойчиво к действию микроорганизмов. На поверхности рыбы до развития процесса посмертного окоченения происходит интенсивное выделение слизи. Начало развития окоченения и его продолжительность зависят от температуры. При 25 °С посмертное окоченение начинается спустя 30 мин после прекращения жизни и продолжается 3 ч. Для более низких температур установлены следующие сроки: 15 °С – 2 и 10 ч; 10 °С – 4 и 36 ч; 5 °С – 10 ч и около 2.5 суток; около 0 °С – 35 ч и около 3 – 4 суток.
При соблюдении технологических режимов холодильной обработки рыбы практически отсутствует проблема холодильного сокращения мышц. Мясо в период посмертного окоченения отличается высоким качеством. При развитии автолиза качество мяса рыб быстро снижается.
Процессы посмертных изменений в мясе птицы выражены в значительно меньшей степени, поэтому такое мясо перед потреблением не требует специального созревания. В некоторых странах мясо птицы выдерживают для созревания 12 – 24 ч при температуре 0 °С.
До настоящего времени окончательно не решена проблема пригодности для замораживания животного сырья, находящегося на различных стадиях посмертных изменений. Результаты исследований часто противоречивы из-за различного поведения отдельных видов и сортов сырья, недостаточно изученных механизмов их посмертных изменений, отсутствия единых методик исследования динамики основных процессов, а также применения различных критериев оценки их пригодности.
Существуют различные суждения о характере изменений мяса при замораживании в зависимости от его исходного состояния: одни исследователи считают, что замораживание непосредственно после у6оя более совершенно, другие, что замораживание после частичного или полного созреваний более совершенно и степень созревания не влияет на качество замороженных продуктов.
Диализ этой проблемы, изложенный в трудах Международного института холода, показывает, что быстрое домораживание непосредственно после убоя прекращает гликогенолиз при сравнительно высоких рН и концентрации АТФ, что обусловливает большую способность мышечной ткани к влагосвязыванию и соответствующую упругость. В связи с быстрым развитием гликогенолиза замораживание свинины до развития посмертного окоченения практически невозможно. В говядине, обваленной и замороженной до начала развития посмертного окоченения, гликогенолиз происходит после размораживания.
Явление сжатия при размораживании связано с увеличением жесткости мяса и значительной потерей способности ею к связыванию воды. Механизм этого процесса близок к холодильному сжатию и зависит от условий. Интенсивность этого процесса может быть снижена продолжительным хранением в замороженном виде или выдержкой мяса при размораживании при температурах несколько ниже криоскопической.
Рыба и рыбное филе, замороженные в состоянии посмертного окоченения, перед употреблением или переработкой должны храниться не менее двух месяцев при температуре 20 °С. В противном случае наблюдается явление «сжатия при размораживании», обусловливающее потери мясного сока, которые можно значительно ограничить, применяя немедленное замораживание сырья или выдержку перед замораживанием в охлажденном состоянии.
Степень созревания тушек птицы не играет существенной роли в формировании качества продукта. Созревание после размораживания в основном не влияет отрицательно на качество мяса.
Кроме физиологического состояния мышцы на пригодность животного сырья к замораживанию влияют также биологические факторы: возраст, пол, породная группа, условия откорма и кормовой рацион. Особенно значительно влияние биологических факторов на пригодность для замораживания продуктов моря. Ограниченной пригодностью к замораживанию обладают жирные виды рыб, что обусловлено высокой активностью ферментов. Однако наиболее важным условием получения удовлетворительных результатов замораживания является соответствующая свежесть сырья.