При замораживании мяса происходит отмирание значительного количества микроорганизмов, содержащихся в охлажденном мясе. Кроме низкой температуры при замораживании мяса на микроорганизмы оказывают губительное действие и такие факторы, как высокая концентрация растворенных в продукте веществ и пониженная влажность, создающиеся в результате вымерзания воды, изменение содержащихся в клетках белков и механическое действие льда, образующегося вне клетки, а при быстром замораживании — и внутри клетки.

Микроорганизмы отмирают как в процессе замораживания мяса, так и в процессе его последующего хранения в замороженном состоянии. В процессе замораживания мяса наблюдается довольно резкое снижение количества живых микробных клеток. Отмирание микроорганизмов во время замораживания находится в прямой зависимости от скорости и степени понижения температуры. Чем ниже температура (-18-20°С) и больше скорость замораживания, тем больше погибает микроорганизмов. При медленном неглубоком замораживании до температуры не ниже -10-12°С микроорганизмов отмирает значительно меньше.

При одинаковых условиях замораживания скорость отмирания микроорганизмов зависит от видовой и родовой принадлежности, возраста и состояния микробных клеток в момент замораживания. Неспоровые бактерии и вегетативные клетки споровых бактерий погибают быстрее, чем споры. Среди неспорообразующих бактерий энтерококки (фекальные стрептококки) и стафилококки более устойчивы к замораживанию, чем, например, такие виды бактерий, как Е. coli и Proteus vulgaris. Наиболее устойчивы к действию низких температур плесени и дрожжи. Молодые микробные клетки менее стойки, чем старые. Именно этим можно объяснить тот факт, что аэробные психрофильные бактерии отмирают во время замораживания быстрее, чем мезофильные, поскольку клетки последних находятся в охлажденном мясе в состоянии анабиоза, а психрофильных — молодые.

В процессе хранения мороженого мяса отмирание микроорганизмов, выживших при замораживании, замедляется. Скорость отмирания микроорганизмов при хранении мороженого мяса в отличие от замораживания находится в обратной зависимости от температуры: чем ниже температура, тем медленнее происходит отмирание. При -18-20°С микроорганизмов отмирает значительно меньше, чем при -10-12°С.

Зависимость отмирания микроорганизмов от температуры в процессе замораживания и хранения мороженого продукта схематично представлена на рис. 30.

Несмотря на то что при замораживании и хранении наблюдается значительное уменьшение количества жизнеспособных микробных клеток, полного отмирания микроорганизмов в мороженом мясе не происходит. Даже после длительного хранения мороженого мяса оно не становится стерильным и может содержать много живых сапрофитных микроорганизмов — возбудителей порчи, а иногда — и патогенных бактерий. Большинство плесневых грибов и дрожжей на мороженом мясе при -18°С не погибают в течение 3 лет. При -15-20°С токсигенные стафилококки сохраняют жизнеспособность на мороженом мясе до 30 дней и более, а сальмонеллы — до 6 мес и более. При -20°С содержание Е. coli уменьшается только через 6 мес, а энтерококков остается практически постоянным в течение 9 мес хранения мороженых продуктов.

При хранении на мороженом мясе могут медленно размножаться некоторые психрофильные микроорганизмы, сохранившие жизнеспособность при замораживании. Возможность их размножения зависит от температурных режимов хранения мороженых продуктов.

Минимальная предельная температура роста психрофильных микроорганизмов выше -10°С, поэтому при хранении мяса ниже -10°С психрофилы, как и мезофильные микроорганизмы, не размножаются, а частично отмирают. В соответствии с этим по действующей в нашей стране технологической инструкции мороженое мясо рекомендуется хранить при -12°С и ниже, что позволяет сохранить его практически неограниченное время без признаков порчи.

При температуре хранения выше -10°С на мясе могут размножаться те психрофильные микроорганизмы (преимущественно плесневые грибы), которые менее чувствительны к пониженной влажности и высокой концентрации растворенных в продукте солей, создающихся в результате вымерзания воды. При температурах, более близких к -10°С (-5-10°С), размножаются Cladosporium herbarum и Thamnidium elegans; при температурах около -5°С и выше — плесени родов Penicillium, Mucor и др. Некоторые дрожжи (Rhodotorula, Torulopsis, Cryptococcus и др.) также растут на мясе при температуре около -5°С. При -3°С и выше на мороженом мясе иногда размножаются отдельные виды бактерий.

Развиваясь на мороженом продукте при температурах выше -10°С, микроорганизмы могут вызывать в процессе длительного хранения его порчу. Наиболее распространенная порча мороженого мяса — плесневение.

Возбудителями плесневения мороженого мяса чаще всего являются плесени родов Thamnidium, Rhizopus и Cladosporium, которые имеют наиболее низкую предельную минимальную температуру роста и активно размножаются в условиях холодильного хранения при -5-10°С, когда рост других плесневых грибов прекращается или сильно задерживается. Плесени являются аэробными микроорганизмами и развиваются, как правило, на поверхности мясной туши, наиболее активно на участках, где интенсивнее движение воздуха. На развитие этих микроорганизмов влияет повышенная влажность, поэтому часто их рост наблюдается на более увлажненных участках (паховые складки, внутренняя поверхность ребер и др.). Развиваясь на мясе, плесени вызывают уменьшение количества азотистых веществ, повышение щелочности, распад белков и жира. Мясо приобретает затхлый запах.

Микроорганизмы, выжившие в процессе хранения мороженого мяса, при его оттаивании начинают размножаться, так как происходит выделение мышечного сока и увлажнение поверхности, т. е. создаются благоприятные условия. Интенсивность размножения микроорганизмов во многом зависит от способа замораживания. При медленном неглубоком замораживании в мышечной ткани образуются крупные кристаллы льда, что обусловливает разрыв оболочек большого количества клеток мышечных волокон и выделение значительного количества мышечного сока. В результате быстрого глубокого замораживания в мышечной ткани образуются мелкие кристаллы льда, которые не травмируют оболочки окружающих их клеток ткани. После оттаивания мышечный сок проникает обратно в мышечные волокна и почти не выделяется.

На активность размножения микроорганизмов во время размораживания влияет также температура. Если размораживание проводится при повышенной температуре (20-25°С), то к тому времени, когда оттают глубинные участки мышечной ткани, на поверхности туши начинается интенсивное размножение микробов. При медленном размораживании (низкой плюсовой температуре -1-8°С) микроорганизмы развиваются на поверхности мясных туш менее активно.