Комплексный подход к решению задачи максимального сохранения качественных показателей мороженого мясного сырья в условиях МПЗ для получения экономически выгодных условий производства различных мясных продуктов рассмотрен в предлагаемой статье. Для того чтобы полнее понять преимущества (в том числе и экономические) того или иного процесса размораживания и его аппаратурного оформления, рассмотрим сначала, чем отличается размороженное мясо от охлажденного. Технологам мясных производств известно, что колбасные изделия, приготовленные из охлажденного, а тем более из парного мяса, обладают несравненно лучшими органолептическими показателями и выходами, чем те, которые произведены из размороженного мясного сырья.

Известно, что мясное сырье, поступающее на МПЗ, в зависимости от вида и сорта состоит в разных пропорциях из мышечной, жировой, рыхлой соединительной, хрящевой, костной и других тканей, характеризующихся различным содержанием воды и минеральных веществ. Наибольшее количество влаги (в том числе и в виде мясного сока) – от 55 до 80 % – находится в мышечной ткани, наиболее ценной в питательном и органолептическом отношении. Содержание влаги в остальных перечисленных компонентах мясного сырья намного ниже, поэтому влияние холодильной обработки на них слабее, а их количественное соотношение в готовой продукции составляет обычно проценты от мышечной ткани. Поэтому основное внимание в рамках этой статьи уделим влиянию холодильной обработки на изменения, происходящие именно с мышечной тканью. Исследованиями отечественных и зарубежных ученых показано, что при медленном как замораживании, так и размораживании мяса из растворов белково-солевых смесей, содержащихся в мышечных волокнах, клетках и межклеточном пространстве, вымораживание влаги происходит в виде роста кристаллов льда, одновременно вызывающего повышение концентрации белковосолевых растворов (криоконцентра- ция). При медленном ведении процесса замораживания или размораживания кристаллы льда достигают в межклеточной жидкости размеров 60–350 мкм, а внутри клеток и волокон –25–50 мкм. Они прокалывают оболочки клеток, как иголки или как обвалочные ножи, а увеличивающаяся концентрация солевого раствора, превышающая диапазон любых «прижизненных» значений, разъедает оболочки клеток. В результате из клеток вытекает мясной сок, а вместе с ним много полезных веществ, особенно жизненно необходимых микро- и макроэлементов (см. таблицу). Все эти потери могут образовываться в реальном холодильном цикле на МПЗ как на промежуточных стадиях при нарушении регламентов хранения или транспортирование, так и на конечной стадии размораживания. Избежать потерь мясного сока можно, если устранить или существенно уменьшить рост кристаллов и соответственно криоконцентрации белково-солевых растворов. Наиболее интенсивно рост кристаллов в мышечных тканях наблюдается при температурах от минус 2 до минус 5 ºС.

Современные технические способы позволяют осуществить скоростное замораживание и размораживание, исключающие рост кристаллов и перекристаллизацию. Если при этом обеспечить еще и низкотемпературное хранение и транспортирование, можно достичь такого сохранения свойств охлажденного мясного сырья, подвергнутого холодильной обработке, которое, по экспертным оценкам, практически неотличимо от исходного охлажденного. Анализ мороженого мясного сырья показывает, что основное количество блочного мяса замораживается на разнообразных скороморозильных установках, использующихся на большинстве отечественных и зарубежных предприятиях – поставщиках блочного мяса. МПЗ могут получать качественное мороженое блочное мясо при наличии достоверной информации о применении поставщиками скороморозильных аппаратов. Следующий серьезный вопрос – транспортирование блочного мяса. Технические характеристики существующего современного рефрижераторного транспорта позволяют сохранить качество мяса, но выдерживание температурных режимов и особенно недопущение повышения температуры блоков выше минус 8 – минус 5 ºС лежат исключительно на совести транспортных компаний. Полное пренебрежение к введению сопроводительного термохронометража приводит к получению на приемке в МПЗ мясных блоков непредсказуемого качества. Значительным подспорьем в оценке порядочности транспортных и логистических компаний в плане сохранения качества сырья, могло бы стать использование экспресс-анализа качества мяса при его приемке на МПЗ. Для этого достаточно оборудовать лабораторию ветконтроля небольшой и недорогой СВЧ-установкой для размораживания одного блока мяса, с помощью которой, разморозив блок мяса за 5–8 мин, можно было бы по количеству вытекающего из блока мясного сока определить, насколько полно выдерживались температурные режимы хранения и транспортирования блоков, а заодно и провести ветеринарный контроль поступившего сырья. Сравнительный анализ влияния различных видов размораживания показывает, что использование традиционных видов размораживания «на воздухе» приводит к потерям массы мясного блока в виде оттекающего мясного сока в пределах 4–8 %, тогда как при СВЧ-размораживании потери составляют 0–0,05 %. Предположим, что поступившее на МПЗ мясо благодаря скоростному замораживанию, грамотному хранению и транспортированию сохранило свои исходные показатели качества. Важно, чтобы на МПЗ смогли сохранить это качество до момента полного размораживания, и здесь важно обеспечить контроль следующих этапов:

1. С момента выгрузки мяса с рефрижераторного транспорта до момента помещения его в морозильные камеры должно проходить как можно меньше времени (не более получаса). Если выгруженное сырье стоит в теплых помещениях несколько часов или раскрытый авторефрижератор сменами ждет приемки, то из мяса получается «мокрая тряпочка», да и только. Логично было бы выгружать мясо сразу в морозильные камеры. Осуществить это – чисто организационная задача.
2. Если учесть, что в мороженом мясе даже при температуре минус 30 ºС остается до 10 % незамороженной влаги (влаги в свободном состоянии), а следовательно, протекают, хотя и замедленно, биохимические процессы, хранить мясо следует при температурах ниже минус 18 ºС. Кратковременное хранение возможно при минус 16 – минус 14 ºС. Чем ниже температура, там лучше сохранность свойств мяса.
3. Если размораживать мясо медленно, то, как бы хорошо оно ни было сохранено до этапа размораживания в блоках или полутушах, описанные выше процессы кристаллизации и криоконцентрации разрушат его структуру и оно во многом потеряет свои исходные свойства. До того момента, как появились метод СВЧ-размораживания и оборудование для его реализации, над проблемами сохранения этих свойств, а лучше сказать, над проблемами снижения влияния размораживания на ухудшение этих свойств бились многие ученые и технические работники НИИ и МПЗ. Было потрачено много сил и средств, чтобы хоть немного приблизить свойства размороженного мяса к свойствам исходного охлажденного. Разрабатывались установки для воздушного душирования, размораживания острым паром и вакуумом, установки с повышенным давлением, вибрационные, использовалось размораживание в воде и рассолах и многое другое. Какой-то эффект это давало, но размороженное мясо так и оставалось размороженным мясом («дефростом»), существенно отличающимся по своим качественным показателям от охлажденного мяса. Наконец ученые получили обнадеживающие результаты при использовании электрофизических методов размораживания в магнитных полях, при электроконтактном нагреве и при СВЧ-размораживании. Промышленное использование получил только метод СВЧ-размораживания, не имеющий других недостатков, кроме необходимости использования дорогостоящего оборудования. Этот недостаток легко ликвидируется за счет малого срока окупаемости, который при размораживании блочного мяса составляет от 0,5 до 1 года только за счет сокращения потерь мясного сока, вытекающего при обычном размораживании. А если учесть увеличение сохранности водосвязывающей способности, белков и микроэлементов, то этому способу размораживания нет равных. Только с помощью СВЧ- размораживания можно получить размороженное мясное сырье, практически не отличающееся от охлажденного по пищевым и органолептическим показателям. Такое сырье можно использовать не только для фаршевых, но и для цельнокусковых мясопродуктов. Основными преимуществами способа СВЧ-размораживания являются высокая скорость и равномерность нагрева по всему объему мясного сырья, что обусловлено электрофизическими свойствами водных растворов именно в СВЧ-диапазоне частот. Для стандартных толщин мясных блоков на частоте 915 МГц при размораживании от минус 18 до минус 2 ºС в промышленных установках неравномерность температурного поля блока составляет всего 2–3 ºС по объему. При этом время размораживания составляет 5–8 мин в зависимости от состава мясного сырья. Существующие установки обеспечивают производительность 1,5–6 т блочного мяса в час. При желании можно заказать и более мощные установки, но целесообразнее иметь несколько СВЧ- установок необходимой суммарной производительности, которые могли бы одновременно размораживать каждая свой вид сырья. Перенастройка режима размораживания с одного вида сырья на другой у СВЧ-установок так же проста, как и у бытовых микроволновых (СВЧ) печек. Следует отметить, что промежуточное место между традиционным и СВЧ-размораживанием для фарше- вых мясопродуктов (колбас) занимает размораживание с использованием блокорезок. В этом методе блочное мясо, темперированное от температур хранения до среднеобъемных темпе- ратур минус 8 ºС, подвергается ско- ростному измельчению (нарезанию мясной стружки). За счет механического воздействия ножей мясо разогревается (размораживается) до температур минус 3 – минус 1 ºС, т.е. почти мгновенно преодолевается самый опасный температурный интервал: минус 8 – минус 3 ºС. Безусловно, этот метод хорош с точки зрения сохранения качества мясного сырья, но он имеет два основных недостатка:

• метод может использоваться толь- ко для фаршевых изделий;
• могут возникнуть организационные затруднения (человеческий фак- тор), связанные с необходимостью выделять камеры, в которых будут термостатироваться блоки мяса от температуры хранения минус 18 до минус 8 ºС, а также с необходимостью загружать в эти камеры блоки, а затем выгружать блоки и перевозить их к блокорезке.

По логике основной массы производственников, проще поставить блоки в цеху и подождать, когда их можно будет измельчать. В результате на поверхности блока температура почти сразу становится близкой к цеховой (18÷20 ºС), поверхностные слои отепляются, что сопровождается бактериальной обсемененностью и вытеканием мясного сока, т.е. снижением качества поверхностных слоев, в то время как в центре блока температура поднимается всего до минус 12 – минус 10 ºС. Такие блоки режутся неравномерно: верхние слои не рубятся, а давятся; повышенные нагрузки на вал блокорезки приводят к более частым ремонтам и т.д. В такой ситуации возможно сочетание блокорезок с небольшой по производительности СВЧ - установкой. Так, СВЧ-установка производительностью 1 т размороженных блоков в час при использовании ее для темперирования блоков мяса от температур минус 18 до минус 8 ºС, обеспечит производительность не менее 5 т/ч, а процесс темперирования займет не 5–8 мин, а не более 1,5 мин. Это одновременно улучшит условия работы блокорезки и качество получаемых фаршей (стружки).



Заинтересованным специалистам хочется дать проверенный временем совет. Использование СВЧ-установок дает безукоризненные преимущества только в том случае, если между холодильной камерой и камерой СВЧ-установки не будет временного про- межутка с воздействием на блоки температур более высоких, чем в камерах хранения. Имеющиеся на некоторых МПЗ СВЧ-установки не использовались по назначению только потому, что стояли далеко от холодильных камер. Пока блоки мяса довозили до СВЧ-установок, пока их сдавали по акту, пока до них доходили руки рабочих, пока их загружали – перегружали (а все это происходило в помещениях с комнатной температурой, да еще не в штабеле, а в однорядной укладке с перекладкой и перегрузкой), блоки с поверхности отеплялись. В последующем при СВЧ- размораживании они сильно перегревались на поверхности, в то время как внутри блока температура не поднималась выше минус 10 ºС. Грамотное пользование СВЧ-установками для размораживания возможно, если понимать особенности действия СВЧ-поля на мясное сырье. СВЧ-нагрев (размораживание) относится к диэлектрическим видам нагрева. Значения диэлектрических характеристик мороженого мяса на порядок меньше диэлектрических харак- теристик мяса охлажденного, поэтому мороженое мясо более прозрачно для СВЧ-энергии. Глубина, на которой выделяется, экспоненциально затухая, половина вошедшей в блок мяса СВЧ-энергии (глубина проникновения), для частоты 915 МГц при температуре минус 18 ºС составляет порядка 8–10 см. При подводе СВЧ-энергии к блоку с двух сторон в нем практически равномерно поднимается температура при толщине блока в 20–25 см, но по мере повышения температуры блока меняются и диэлектрические характеристики мяса (больше влаги, меньше льда) и поверхностные слои блока начинают греться несколько быстрее центральных. Полностью размороженные слои (криоскопическая точка для мышечной ткани мяса составляет в среднем минус 1,05 ºС) поглощают большую часть энергии, и центральным слоям ее достается все меньше и меньше. Поэтому, чтобы избежать перегревов поверхности, процесс СВЧ-размораживания блоков мяса обычно прекращают, когда среднеобъемная тем- пература достигает минус 2 ºС. В производственных условиях при обычном СВЧ-размораживании для этих целей следует всячески избегать отепления поверхности блоков мяса до начала СВЧ-размораживания. Самое лучшее (если это возможно) проводить такое размораживание в камерах холодильного контура, а затем вывозить размороженные блоки в цеха для пере- работки. Если это по каким-то причинам невозможно, нужно максимально сократить время контакта поверхностей блока с теплым воздухом помещений МПЗ.

Самым эффективным является размораживание блоков мяса СВЧ-энергией при дополнительном домораживании поверхности блоков перед началом процесса СВЧ-размораживания или с домораживанием блоков перед началом и в процессе СВЧ-размораживания. Из рисунка видно, что таким способом можно добиться равномерного полного СВЧ-размораживания блоков мяса до температур 0–1 ºС. Режим СВЧ-размораживания с домораживанием является щадящим в плане сохранности качества мяса. Наблюдаемое же незначительное снижение качества относительно исходных свойств охлажденного сырья происходит уже не при СВЧ-размораживании, а при скоростном замораживании. В процессе скоростного замораживания поверхностные слои мяса в блоке действительно замораживаются с высокой скоростью, но центральные слои из-за инерционности процессов теплопередачи промерзают недостаточно быстро и частично ухудшают свои качественные показатели. Поверхностные слои при скоростном замораживании также могут частично ухудшать качественные показатели из-за микрорастрескиваний, сопровождающих высокоскоростное замораживание. Однако в целом процесс «скоростное замораживание, низкотемпературное хранение и СВЧ-размораживание с домораживанием поверхности» настолько эффективен, что при определенных условиях позволяет консервировать и восстанавливать жизнеспособность отдельных биообъектов и некоторых органов млекопитающих, а поэтому максимально интересен для консервации и сохранения свойств исходного мясного сырья.