一、肉類冷加工的溫度范圍

    肉類及其制品的保藏方法很多，如腌制、防腐劑、抗菌素、一定劑量的放射、脫水干制、低溫冷藏等不同方法。其中應用最廣泛、最經濟的是采用人工制冷的低溫保藏，它不僅保藏時間長，而且在冷加工中不會引起肉的組織結構和性質發生根本的變化，所以采用低溫保藏肉類是現代的最完善的方法之一。

    肉類及其制品的生產由于地區、季節、消費習慣等都有一定的季節性差異。當冷加工的溫度接近于組織液的冰點時，通常可保藏25-30d，而且低于組織液冰點更深冷的溫度加工或保藏時，在正常情況下可保藏6～12個月，有時可長達1.5-2年。因此，冷加工的肉類，可以較長時間的保持原來的新鮮狀態，對調劑市場的供求，保障供給，擴大商品交流，起重要作用。

    肉的冷加工，根據其加工的程度和肉的溫度狀態不同，可分為如下幾種：

    (1)冷卻肉

    以人工冷卻的方法，在0℃的條件下將屠宰之后熱鮮肉冷卻到深層溫度不高于4℃的叫冷卻肉。

    (2)凍結肉

    利用人工或天然狀態下，使肉呈凍結狀態，深層溫度達到-10~-15℃的叫凍結肉。

    (3)半凍結肉

    所謂半凍結狀態肉，系指肉的溫度在-3℃左右，凍結程度恰好能用刀切割的肉，通常是對解凍肉所要求的狀態。

    (4)解凍肉

    在一定條件下，使肉的深層溫度達到-1℃左右。

二、低溫對微生物的作用

    1、低溫性細菌

    微生物和其它生物一樣，只能在一定的溫度范圍內生長、發育、繁殖、分解。這個溫度范圍的下限叫微生物的零度溫度，在這個溫度以下，生物不能活動了，處于被抑制狀態。多數情況生物零度溫度在0℃左右。

    根據這個原則，細菌與霉菌、酵母菌相比，細菌的生物零度較高，霉菌和酵母菌的較低。不少報告指出：霉菌的孢子即使在-8℃也能發芽，酵母菌在-23℃孢子也能發芽，還有的酵母在-9℃亦能慢慢地發育。耐低溫性的細菌在0-5℃或-10℃左右才達到生物零度溫度。

    細菌對上限溫度很敏感，稍微超過上限溫度便滅亡了，高溫殺菌就是根據這一原理。然而微生物在生物零度溫度以下不是死亡只是處于被抑制狀態，即使人工制冷-250℃左右的超低溫也不會滅亡，一般的腐敗菌和病原菌，在10℃以下的低溫發育就顯著被抑制了，達0℃附近發育就非常緩慢了。溫度再低達凍結狀態時，細菌的生長就慢慢地停止了，在生物零度以上的溫度，根據適合各種細菌發育的溫度大致可分低溫、中溫和高溫性細菌。見表1。


    中溫性細菌中，在高溫也能發育，故叫耐熱性細菌。低溫性細菌也叫好冷性細菌。好冷性細菌中最適溫度在0℃左右的叫耐寒性細菌，即在低的溫度下也能發育。中溫性細菌經低溫環境中的馴化，也能像低溫性細菌那樣耐寒，稱為溫度馴化。


    與肉類有關的腐敗菌和病庫菌，見表2中低溫性細菌群。魚肉初期腐敗菌有海水無色桿菌、黃色桿菌，熒光板毛桿菌等耐冷性細菌。即使在0℃也能發育，所以在0～10℃之間冷藏并不能完全阻止細菌的繁殖。


    此外，小球菌、芽孢桿菌也屬于耐冷性細菌，發育的溫度如表3。有的報告指出熒光板毛桿菌、黃色桿菌、海水無色桿菌即使在-6.5℃也能緩慢地發育。

    2、低溫與細菌的繁殖和分解作用

    實驗證明，隨著溫度的降低，微生物的繁殖減慢，反之溫度越高細菌的繁殖速度加快。表3是以魚體表面粘液中所分離出的3種耐冷性細菌，在不同溫度下用瓊脂平板培養，以肉眼觀察細菌繁殖菌落時的天數，在一定溫度范圍內，微生物的繁殖率和溫度的關系。溫度越低，溫度系數Q10值越大。所以，在凍結情況下，從0℃以下，低溫微生物的繁殖相當緩慢。

    細菌在低溫下對食品的分解作用，隨溫度的降低，繁殖的減弱，對食品的分解作用也隨之減弱下來。從0℃以下細菌對食品的分解作用基本停止了，但延續的時間相當長。例如在低溫下培養熒光板毛桿菌、黃色桿菌和海水無色桿菌，對碳水化合物的發酵作用，在-3℃條件下120d內仍有發酵作用，在-6.5℃就完全停止了。對蛋白質的分解作用，在-3℃經46d仍見到有分解但它對蛋白質的分解作用很弱了。還有的研究證明，即在0℃以下微生物進行發育，但失去了對蛋白質和脂肪的分解能力，僅殘存對碳水化合物的分解能力。

    3、細菌對低溫抗受性

    細菌對低溫的抗受性很強，特別是形成孢子的情況下抗受性非常強烈。如耐冷性熒光菌，即使在0℃或以下的溫度也能繁殖，已知中溫性細菌中大腸菌在0℃下40d也不死亡。細菌對低溫的抗受性，長期在相當低的溫度下也不死亡。

    有人實驗，在凍結狀態下，較高溫度下的反而比低溫的死亡率高。例如大腸菌在-70℃的條件下急速凍結，然后在各種不同溫度下冷藏，冷藏中不同時間的細菌死亡率，雖然隨凍藏時間的延長細菌數逐漸減少，但在-2~-5℃之間死亡率最大，-20℃時反而減少。

    4、低溫對微生物致死的原因

    低溫對微生物致死的原因是多方面的，除由于溫度本身的關系之外，尚有其他一些原因。但直接迫使微生物死亡的原因主要有兩方面，一是由于微生物的新陳代謝受到破壞；二是細胞結構的破壞，兩者是相互關聯的。當溫度在原生質的冰點以上時，由于溫度的降低破壞了代謝的過程，減慢了化學作用速度和分泌酶機能失調。當溫度低于原生質的冰點以下，由于周圍介質和細胞中水分結冰，產生膨脹，局部的細胞膜發生破壞。

    另外，隨著原生質體中水分的凍結，相當于干燥狀態，使新陳代謝的機能受到抑制。同時冰結晶產生的機械壓力也是致死微生物的重要原因。因此。原生質的凍結變性，亦是不可忽視的因素。

    5、低溫與寄生蟲

    凍結可以殺死肉類中的寄生蟲。豬肉中旋毛蟲在凍結狀態下可以被殺死。致死所需要的時間與肉塊的厚薄有關。根據美國的資料，殺死豬肉中旋毛蟲的條件如表4。


    寄生在牛、豬肉中的有鉤絳蟲或無鉤絳蟲囊尾蚴蟲用凍結的方法亦可致死。寄生蟲不太嚴重時。必須將肉類放在-10℃以下10d的凍結。按規定，肉中有鉤絳蟲，要在-7℃以下放置三周，-10℃以下放置二周。

三、低溫對酶的作用

    食品在凍結的狀態下，由于酶的作用常常出現不良的影響，這些酶有的存在于食品中，有的是微生物產生的。

    酶的種類很多，一種酶只能在一定的溫度內起作用。而且酶的作用是受多種條件所制約的，其中主要是溫度，不同的酶有它自己作用的最適溫度范圍。

    肉類中各種酶活性的最適溫度在37-40℃，低溫會使酶活性顯著下降，通常每下降10℃，其活性要減弱1/2—1/3。當溫度降低到0℃，酶的活性大部分受抑制。如接近-20℃左右，酶的活性就很不明顯了。這是低溫冷凍能長期保藏肉類的重要原因。因為宰后的動物肉所發生的一系列的變化—死后僵直、成熟、脂肪的氧化等過程，都直接取決于酶活性強度。

    特別像含有高度不飽合脂肪酸的魚肉，很容易受酶的作用產生變化，通常這樣的產品多在-25~-30℃的低溫下保藏，對防止氧化能取得良好的效果。所以在較低溫度下保藏肉類，變質的速度大大地減慢。如脂肪在水解酶的作用下，單位時間內脂肪的水解與溫度的關系如表5。


    但是，低溫對酶活性的作用，僅是部分抑制，而不是完全停止。酶對低溫的感受不像高溫那樣敏感，即使在極低的溫度下也不會完全停止，例如脂肪酶在-35℃尚不失去活性；糖原酶在同樣的條件下酶活性雖然遭到削弱，但仍然保持一定的活性，其催化作用并非停止，所以在目前我國冷藏溫度不低于-18℃的條件下，酶活性并未完全停止，只是作用緩慢而已。由此可以理解在低溫下貯藏的肉類，應有一定的冷藏期限。酶對低溫的耐受性很強，蔗糖酶、脂肪酶、胰蛋白酶、氧化酶、過氧化氫酶、還原酶等在-191℃也不完全失去活性。凝乳酶和胰朊酶在-191℃下耐受45min。

    肌肉中的組織蛋白分解酶，經解凍之后較凍結前的作用更為強烈，也就是說由于凍結增強了自體酶的作用，使其蛋白質更易于被酶所作用，這種說法雖然尚有些疑問，但動物肉的解動僵硬，ATP的分解較未凍結狀態時更劇烈。如牛肉中AIP分解速度在-3℃時比0～10℃的非凍結狀態時加快。