Количество образовавшегося NO-Mb увеличивается пропорционально времени выдержки мяса в посоле. Вместе с тем быстрота и интенсивность окрашивания зависят от количества окиси азота, накапливающейся в мясе. Но, так как в условиях посола наряду с ее образованием происходит и распад, количество окиси азота определяется соотношением скоростей этих процессов, вследствие чего эффект окрашивания находится в прямой зависимости от условий восстановления азотистой кислоты до окиси азота. Разнообразные превращения нитритов в мясе при посоле в конечном итоге сопровождаются значительным их разрушением, поэтому при изготовлении колбасных изделий свободного нитрита остается 45-25 % по отношению к введенному количеству его. Для образования NO-Mb используется 6-9 % NО (от суммы введенного нитрита); в виде остаточного нитрита в саркоплазме удерживается 21-27 % NО, а 4-8 % NО оказывается тесно связанным с актомиозином.

Принимая во внимание многоплановость побочных реакций при цветообразовании мяса, необходимо учитывать основные факторы, влияющие на развитие окраски и ее стабильность.

1. Количественное содержание мышечного миоглобина в сырье.

Возможные отклонения в интенсивности цвета мяса могут быть обусловлены:

Ш видом сырья (в свинине Мb меньше, чем в говядине);

Ш преобладанием белых волокон (содержащих по сравнению с красными меньше миоглобина) в мышечной ткани;

Ш использованием мяса с признаками РSЕ;

Ш применением сырья с повышенным содержанием соединительной ткани;

Ш введением в рецептуру значительных количеств белковых препаратов.

2. Количественное содержание нитрита натрия в мясной системе и срок хранения раствора.

При дефиците нитрита натрия образующейся окиси не хватает для вступления в реакцию со всеми имеющимися в мясе молекулами миоглобина.

Применение нитрита натрия в избытке (более 5-7,5 мг%) может привести к ряду негативных последствий:

Ш повлиять на уровень безвредности продукта, т. к. нитрит натрия - яд; привести к образованию канцерогенных N-нитрозаминов; вызвать образование пигментов (особенно в отсутствии редуцирующих веществ и в присутствии таннинов) с нехарактерной - серой, бурой и даже зеленоватой окраской.

Одновременно с участием в реакции цветообразования нитрит натрия выполняет ряд дополнительных технологических функций;

Ш участвует в процессе формирования вкусоароматических характеристик соленого сырья;

Ш обладает выраженным ингибирующим действием на ботулинус и токсигенные плесени;

Ш проявляет антиокислительное действие по отношению к липидам.

3. Стабилизации окраски мясопродуктов способствует равномерное распределения нитрита натрия в объеме сырья, что обеспечивается применением нитрита в виде водных растворов и соблюдением рекомендуемых параметров введения, перемешивания, инъецирования и др.

4. Применение ускорителей посола, которые одновременно обеспечивают и устойчивость окраски. В практике производства мясных продуктов для стабилизации цвета наиболее широкое применение нашли аскорбиновая и эриторбиновая кислоты, их соли и редуцирующие сахара.

Сущность действия аскорбиновой кислоты двоякая: превращает весь имеющийся нитрит в окись азота и восстанавливает уже имеющийся в мясе метмиоглобин в миоглобин. Аскорбиновая кислота легко взаимодействует с кислородом воздуха и тем самым защищает пигменты мяса от окисления, стабилизирует окраску.

Химизм.

Аскорбиновая кислота реагирует непосредственно с азотистой кислотой, поэтому действие веществ, подавляющих восстановление, не сказывается и четырехокись азота не образуется:

Поэтому при посоле мяса с применением аскорбиновой кислоты ускоряется образование NO-миоглобина. Эта реакция сравнительно медленно протекает при низких температурах, но резко ускоряется при температурах обжарки и копчения.

При взаимодействии аскорбиновой кислоты при высокой концентрации оксимиоглобина наблюдается дегидрирование аскорбината с переходом протонов на протеид и образованием нестабильной гидроперекиси миоглобина, которая может затем распадаться на холеглобин и метмиоглобин по схеме:

Метмиоглобин, взаимодействуя с аскорбиновой кислотой, восстанавливается в миоглобин, который в присутствии кислорода превращается в оксимиоглобин:

Дозировка аскорбиновой кислоты - 47 г, или 52 г аскорбината натрия, на 100 кг мяса (с некоторым избытком). Избыток разрушается в период термической обработки, так что в готовом продукте остается не более 7 г на 100 кг.

Добавление глютаминовой кислоты или её солей усиливает эффект действия аскорбинатов и эриторбатов. Термообработка катализирует процесс цветообразования.

5. Присутствие кислорода воздуха, света, температуры и продолжительность выдержки сырья.

Присутствие кислорода, света вызывают окисление NО-Мb с образованием МеtMb в соленом и термообработанном мясе.

Применение вакуум-посола мяса и герметических упаковок для готовой продукции уменьшает содержание кислорода и таким образом улучшает окраску, сохраняет её стабильной.

Особенно чувствителен NO-Mb к окислению на свету, в результате чего через несколько часов экспонирования может произойти обесцвечивание; местами образуются зеленоватые или желтоватые пятна.

Особенно это характерно для вареных мясопродуктов и обусловлено рядом причин: образование МеtMb, разрушение порфиринового кольца, образование перекиси водорода и пероксида азотистой кислоты, которые вызывают окислительное разрушение гемовых пигментов до зеленых биливердиновых пигментов.

При низких температурах выдержки сырья в посоле процесс цветообразования развивается медленней; повышение температуры до 8-20° в присутствии нитритов вызывает интенсивное их разложение до NO, часть которых не успевает соединиться с Мb и улетучивается из сырья. В результате в мясе наряду с частью NO-Mb будет присутствовать МеtMb. Близкий по механизму эффект (розовое кольцо - снаружи, серый фарш -внутри колбасных батонов) получают при применении форсированного режима обжарки при термообработке. Чаще всего этот дефект цвета имеет место при отсутствии периода выдержки фарша перед обжаркой, и при введении нитрита натрия в куттер в момент приготовления фарша.

6. рН среды.

Чем выше рН среды, тем с меньшей скоростью идет реакция цветообразования. Лучшие значения рН для образования NO-Mb находятся в диапазоне 5,6-6,0. Более кислая среда (менее 5,6) чрезмерно интенсифицирует процесс распада нитрита и может привести к потере NO. При чрезмерном снижении рН снижение яркости окраски объясняется развитием денатурационных процессов белков.

В присутствии восстановителей максимальное образование окиси азота обеспечивает рН 5,7-5,9. Оптимальное значение рН для рассолов 6,0-6,5.

7. Присутствие поваренной соли ускоряет окисление гемовых пигментов с образованием МеtMb, что снижает интенсивность получаемой окраски.

8. Влияние микробиологических процессов.

В процессе длительного посола в результате деятельности денитрифицирующих микроорганизмов (Pseudomonas, Achromobacter) образуется азотистая кислота, двуокись и окись азота, последняя из которых необходима для осуществления реакции цветообразования. Оптимум развития денитрификации и образования нитрозопигментов находится в диапазоне рН 5,4-5,5. Однако, при избытке микрофлоры может произойти образование сероводорода и перекиси, что приведет к ухудшению цвета готовой продукции (позеленение, обесцвечивание).

9. Влияние термообработки на цвет.

Нагрев ускоряет процесс распада нитрита до окиси азота и его взаимодействие с Мb, вследствие чего количество остаточного нитрита в сырье снижается в 40-50 раз.

Нагрев стабилизирует окраску мясопродуктов. Красно-розовый цвет мяса после термообработки сохраняется в результате превращения NО-Мb в денатурированный глобин и NO-гемохромоген, кроме того, при нагреве MetMb частично восстанавливается в NO-Мb. Интенсивность развития окраски мяса при нагреве в присутствии восстановителей возрастает.

10. Влияние копчения на цвет.

Коптильные вещества не только обладают бактерицидным и антиокислительным действием, специфическим ароматом и вкусом, но и способны улучшить окраску мясопродуктов.

Изменение цвета обусловлено осаждением на поверхность продукта окрашенных компонентов дыма: углеводной фракции, краснокоричневого цвета (продукты реакции Майяра); фенолов и фурфуролов - светло-коричневого цвета.

В процессе горячего копчения (обжарки) интенсифицируется распад нитрита натрия, МbО₂ переходит в Мb, а затем в NОМb, который денатурирует, подвергается деструкции с образованием NO-гемохромогена, придающего стабильную розовую окраску мясу.

При холодном копчении (18-23 C) появление вишнево-красной окраски обусловлено взаимодействием Мb с СО₂, входящим в состав дыма. Образующийся СО-Мb имеет выраженный вишнево-красный цвет.

Таким образом, резюмируя информацию, изложенную выше, можно прийти к заключению, что:

Оптимальные условия цветообразования:

Ш высокая концентрация гемовых пигментов;

Ш восстановление метмиоглобина;

Ш высокое содержание образующейся окиси азота;

Ш высокая степень связывания NO и Мb;

Ш преобладание концентрации NО-Мb над MetMb.

Понимание принципов, лежащих в основе процесса формирования окраски мясопродуктов, и знание факторов, влияющих на развитие этого процесса, позволяет гарантировать получение мясных изделий с привлекательным внешним видом и стабильным цветом.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ МЯСНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

По окончании выдержки в посоле (либо в парном или мороженом виде) мясо поступает на вторичное измельчение и приготовление мясных эмульсий, состав которых определен рецептурой изделия.

Химический состав эмульсий может варьировать в широком диапазоне: содержание влаги - от 50 до 76%, жира - от 12 до 35%, белка - от 10 до 22%,- в зависимости от вида используемого сырья и готового продукта.

Как уже отмечалось ранее, степень стабильности получаемых мясных эмульсий зависит от:

- вида, соотношения и ФТС применяемого основного сырья;

- последовательности внесения ингредиентов рецептуры в куттер;

- степени гомогенизации мяса;

- температуры сырья и эмульсии, продолжительности периода гомогенизации;

- вида используемого оборудования.

Физико-химическая сущность процесса приготовления ГОМОГЕННЫХ мясных эмульсий

Процесс приготовления мясных эмульсий представляет собой механическое измельчение сырья (гомогенизацию), сопровождающееся формированием стабильной водо-белковой эмульсии с определенными реологическими (липкость, пластичность), технологическими (водосвязывающая способность) и органолептическими (однородность, нежность) показателями.

Процесс протекает в три фазы.

На первой фазе (в течение первых 2-3 минут) преобладает механическое разрушение клеточной структуры тканей, мышечные волокна разрушаются, их содержимое вытекает. Идет экстракция белков в водную фазу (вода мяса + добавляемая вода), причем эффективность процесса увеличивается в присутствии поваренной соли.

На второй фазе увеличивается гидратация и растворимость миофибриллярных и саркоплазматических мышечных белков, они начинают интенсивно набухать, связывать добавляемую воду; идет вторичное структурообразование белков между собой и образование матрицы эмульсии. Увеличивается величина водосвязывающей способности системы. При этом для формирования структуры эмульсии и поглощения ею воды решающее значение имеет степень перехода миофибриллярных белков в растворенное состояние, чему способствует присутствие поваренной соли и высокая гомогенизация сырья. При недостаточном измельчении белки полностью не выходят из клеточной структуры и не участвуют в связывании воды и образовании пространственного каркаса, что может привести к расслоению фарша.

Факторы, влияющие на степень экстракции солерастворимых белков:

Ш степень измельчения мышечных волокон;

Ш концентрация поваренной соли;

Ш количество воды;

Ш температура;

Ш продолжительность процесса;

Ш рН среды.

На третьей фазе при продолжающемся измельчении сырья происходит частичное диспергирование жира с образованием мелкодисперсных жировых шариков, которые соединяются с белковым каркасом. Образуется эмульсия.

Водорастворимые белки способны эмульгировать 30 мл жира на 100 г белка, солерастворимые - 40 мл.

Специфику диспергирования жировой ткани следует рассмотреть особо. При интенсивном измельчении жировая ткань в основном диспергирует в виде твердых частиц размером 20-75 мкм, состоящих преимущественно из неповрежденных жировых клеток. Одновременно частично разрушается структура жировой ткани, в результате чего жировая капля вытекает из поврежденных клеток. По мере разрушения клеток и повышения температуры высвобождается и диспергируется все большее количество жира, который необходимо связать и стабилизировать (чтобы предупредить разрушение эмульсии и его последующее выделение из продукта).

Частичному плавлению жира при куттеровании способствует также локальный перегрев сырья в зоне резания. Размер эмульгированных частиц жира составляет от 10 до 0,1 мкм и характерен для коллоидных систем.

При измельчении размороженного жирового разрушение жировых клеток начинается значительно раньше, чем охлажденного, поэтому продолжительность обработки мороженого сырья можно несколько сократить.

Основная масса жира находится в фарше в виде грубой дисперсной фазы, и лишь небольшая часть ее может эмульгироваться в жидком виде. Увеличение доли эмульгированного жидкого жира в эмульсии может способствовать ухудшению консистенции готового продукта.

При 12-18°С жир не может плавиться, и следовательно, образоваться эмульсия, поэтому происходит дисперсия маленьких частиц твердого жира в жидком фарше.

Факторы, влияющие на степень дисперсности жира:

Ш вид жира, его состав;

Ш температура плавления;

Ш наличие естественных и искусственных эмульгаторов;

Ш температура среды;

Ш характер измельчения;

Ш степень разрушения жировых клеток.

Молекулы растворенных белков как поверхностно-активных веществ адсорбируются из непрерывной фазы на поверхности измельченных жировых частиц, разворачиваясь гидрофобными группировками к жиру, гидрофильными - к водной фазе. В результате вокруг частиц жира образуется адсорбционная пленка, которая удерживает жир в диспергированном состоянии. По мере измельчения фарша степень диспергирования и общая площадь поверхности жировых частиц увеличиваются, поэтому для связывания жира необходимо достаточное количество водно-белковой фазы. При слишком сильном измельчении количество растворенного белка может стать недостаточным, тогда часть жировых частиц остается свободной, не покрытой пленкой эмульгатора.

Таким образом, количество жира и воды, а также степень измельчения сырья определяют необходимое количество растворимого белка для образования стабильной мясной эмульсии. Общая продолжительность измельчения должна быть достаточной, чтобы образовать белковую матрицу, окружающую диспергированные жировые частицы.

Контроль за температурой сырья - важное условие получения стабильной эмульсии. При тонком интенсивном измельчении фарш нагревается и превышение уровня в 18°С может привести к денатурации белков, что вызовет снижение эмульгирующей и водосвязывающей способности, появление рыхлости, бульонных и жировых отеков у готового изделия.

Для предотвращения перегрева мясных эмульсий необходимо контролировать продолжительность куттерования (не более 8-11 минут), температуру (должна быть в диапазоне от 10 до 18°С), качество заточки режущего органа. Снижение температуры производят введением в эмульсию холодной воды, льда или снега.

Однако, чрезмерное понижение температуры приводит к уменьшению степени диспергируемости жира, что отрицательно влияет на способность жира участвовать в образовании эмульсии, замедляет развитие процесса цветообразования.

Введение в мясную эмульсию воды (10-35% к массе сырья) обеспечивает растворимость белковых веществ и реализует их потенциальную водосвязывающую способность. В результате увеличивается выход готовой продукции, повышается нежность, сочность и монолитность. Уменьшение количества добавляемой воды - ухудшает сочность и придает жесткую резиноподобную консистенцию. При избыточном введении воды колбасы имеют рыхлую консистенцию, крупчатую структуру.

Практика приготовления ГОМОГЕННЫХ мясных эмульсий

Приготовление гомогенных (структурно-однородных) эмульсий начинают с обработки на куттере нежирного сырья (говядина) с добавлением всего количества соли, предусмотренного рецептурой (если мясо несоленое).

На говядину добавляют только лед, минимум в 5-6 приемов (1/3 от общего количества влаги), так чтобы температура измельченной говядины не превышала 5⁰С.

Введение сразу слишком большого количества воды приводит к разбавлению концентрации поваренной соли и снижает эффективность измельчения вследствие разжижения фарша. Поэтому лучше всего добавлять воду порциями, которые сразу поглощаются мясом без остатка.

Для увеличения водосвязывающей способности мясной системы в начале куттерования целесообразно ввести фосфаты (особенно если используется мясо РSE, то добавляют фосфаты с рН=9,8). Еще добавляют 1/3 часть воды.

Количественное содержание соединительной ткани в сырье, температура смеси и скорость резания предопределяют продолжительность обработки сырья на первой фазе куттерования, которая обычно составляет не более 5 минут.

Чем больше разрушение мышечной структуры тем больше влагосвязывание.

Затем в фарш вводятся все белковые препараты (белковые эмульсии, растительные и животные белковые препараты) перемешивают, и, только потом вводят жиросодержащее сырье.

Введение жиросодержащего сырья именно на второй фазе обусловлено тем, что оно имеет более мягкую структуру, требует меньшей продолжительности для диспергирования.

В данный момент температура фарша повышается. Во избежание повышения температуры эмульсии добавляем остальную (1/3) часть влаги в виде льда или холодной воды, в зависимости от температуры фарша (если температура около 10 ⁰С - лед, если около 5 ⁰С - холодную воду).

Оптимальная температура готовой эмульсии после куттерования должна составлять 11,2 °С.

Продолжительность обработки зависит от температуры исходных ингредиентов, конструкции и технического состояния измельчителя, рецептуры (количества жира и коллагенсодержащего сырья), последующей обработки фарша на машинах тонкого измельчения непрерывного действия и др.

Если мясную эмульсию после куттера обрабатывают на машинах тонкого измельчения непрерывного действия (эмульситатор, коллоидная мельница и т.п.), которые могут повысить его температуру на 4-6°С, конечная температура смеси после куттера должна быть соответственно ниже. Температура мясной эмульсии является важнейшим показателем, определяющим продолжительность измельчения.

Когда температура фарша достигла 10°С вводят специи и аскорбиновую кислоту и ее производные для достижения интенсивной и устойчивой окраски продукта.

За 1 минуту до окончания процесса вводят муку или крахмал (если они предусмотрены рецептурой). Крахмал и мука быстро поглощают избыток воды и это может создать менее благоприятные условия для продолжающейся экстракции растворимых белков мяса.

Если используются вакуумные высокоскоростные куттера (российские 2 скорости; импортные - три), то процесс осуществляют в следующей последовательности: загружают нежирное сырье, 25% воды или льда и куттеруем на третьей скорости; переводят куттер на 2-ю скорость и поднимают крышку, вносят лед, белковые препараты, жирное сырье и остальную воду, опускают крышку и работают фарш на 3-й скорости; через окошко засыпают специи, аскорбиновую кислоту или аскорбинат натрия, муку, крахмал, создают вакуум (0,8 атм) и обрабатывают. Вакуум сбрасывают только после полной остановки ножей. Важно не вработать в фарш воздух при разгрузке. Для этого необходимо подготовить тележку, опустить устройство для выгрузки фарша, только после этого включить куттер в режим перемешивания.

При необходимости производства гетерогенных (структурно-неоднородных) мясных изделий, содержащих в рецептуре кусочки шпика, мяса, субпродуктов и т.п. сырья с неразрушенной структурой, их введение в мясные эмульсии осуществляют после завершения процесса ее приготовления. Для этого указанное сырье ( 500 г) разбрасывается на поверхности фарша и куттеруют 30-40 с при частоте вращения ножей 1500 об/мин (примерно 8 оборотов чаши).

Специфика проведения процесса эмульгирования при работе с сырьем, находящимся в различном термическом состоянии, либо имеющим отклонения в развитии автолиза.

При работе с парным мясом, поступающим с повышенной температурой, необходимо строго контролировать температуру эмульсии, не допуская ее повышения сверх 18°С. С этой целью следует на первой фазе измельчения добавить к сырью достаточное количество льда или снега (лучше - переохлажденную льдо-солевую смесь) одновременно со всем предусмотренным рецептурой количеством поваренной соли. В случае возможного перегрева мясной эмульсии при куттеровании рекомендуем ввести растительный белковый препарат, т.к. он термостабилен и компенсирует потерю растворимости мышечных белков.

При использовании замороженного блочного мяса основное внимание должно быть уделено достижению требуемой степени измельчения сырья, что предопределяет уровень экстракции солерастворимых белков. Рекомендуется производить предварительное измельчение блоков на стругальных машинах, либо блокорезках, либо увеличить продолжительность куттерования для достижения требуемой степени гомогенизации.

Перерабатывая парное и мороженое блочное сырье, не забудьте внести в эмульсию раствор нитрита натрия.

При работе с мясом, имеющим признаки РSЕ, следует в процессе приготовления эмульсии использовать комбинированную закладку в куттер с мясом DFD или с растительным белком.

Во всех вариантах при применении сырья с признаками РSЕ необходимо воспользоваться фосфатами и для улучшения цвета эмульсии ввести цельную кровь либо препарат гемоглобина. При работе с сырьем, имеющим повышенное содержание жира, можно применять его комбинирование с растительным белком; проводить первую фазу куттерования с введением всего количества воды, предусмотренного рецептурой.

В промышленных условиях с учетом имеющегося оборудования можно рекомендовать приготавливать мясные эмульсии комбинированного состава на мешалке и эмульситаторе (коллоилной мельнице) в следующей последовательности:

Ш Нежирное мясо + водоледяная смесь + растительный и животный белок. Перемешивание 1-2 мин.

Ш Поваренная соль. Перемешивание 1-2 мин.

Ш Жиросодержащее сырье, специи. Перемешивание 2-3 мин.

Ш Измельчение на коллоидной мельнице (эмульситаторе).

Влияние технических средств на качество мясных эмульсий

Результативность процесса приготовления мясных эмульсий, качество и выход готовой продукции связаны с типом используемого оборудования, конструкцией режущего инструмента, скоростью резания, степенью измельчения сырья. При производств мясных эмульсий, как правило, применяют:

Структурно-однородные эмульсии	Структурно-неоднородные эмульсии
Куттер Мешалка + эмульситатор Куттер + эмульситатор Мешалка + куттер + эмульситатор	Куттер с ножами обратного хода Куттер-мешалка Куттер + мешалка Мешалка + эмульситатор + мешалка

Наиболее распространенным, универсальным и приемлемым для приготовления мясных эмульсий видом оборудования являются высокоскоростные куттеры (скорость резания более 130 м/с), обеспечивающие интенсивное измельчение сырья на основе резания с одновременным перемешиванием. Это создает благоприятные условия для развития влагосвязывания, эмульгирования жира и структурообразования в мясной системе и положительно влияет на качество и выход продукта. Решающим фактором является высокая степень измельчения сырья, достигаемая за возможно короткий период времени без существенного повышения температуры фарша.

При использовании куттера с частотой вращения ножевого вала 43 с^-1 (куттер-автомат фирмы «Ласка» КТ-130-3) установлено повышение выхода продукта на 1-2,4% по сравнению с выходом продукта, обработанного на куттере, имеющего частоту вращения ножевого вала 16 с^-1 (куттер ЧССР тип 127-200). При этом вязкость фарша и предельное напряжение среза продукта увеличиваются, улучшается его консистенция и вид на разрезе, обеспечивается высокое качество и выход продукта даже при использовании сырья без выдержки в посоле (хотя положительное влияние выдержки в посоле на качество и выход продукта сохраняется).

Увеличение скорости резания от 37,7 до 113 м/с положительно влияет на качество вареных колбас при одновременном сокращении продолжительности куттерования.

С увеличением скорости резания сила сопротивления сырья увеличивается, а трение уменьшается, что снижает риск повышения температуры фарша и связанных с этим нежелательных явлений.

Куттер как отдельная единица может быть оснащен системой вакуумирования, устройствами для контроля за продолжительностью обработки, температурой эмульсии, дозаторами воды, лопастью перемешивания и т.п.

Современные модели куттеров представляют собой комплексы, в состав которых входит волчок, собственно куттер и смеситель, что позволяет упростить технологический процесс и повысить производительность труда.

При работе на куттере следует контролировать правильность установки ножей, степень их заточки, расстояние между лезвием ножа и чашей куттера, коэффициент загрузки чаши.

Коллоидные мельницы и эмульситаторы предназначены для максимальной гомогенизации сырья. Чаще всего их используют: - после кратковременного измельчения сырья на куттере; - для получения тонких эмульсии при наличии в рецептуре повышенного коллагенсодержащего сырья (типа свиной шкурки).

Аппараты тонкого измельчения нуждаются в контроле за степенью заточки режущего устройства, в регулировании расстояния между ножами (для мясных эмульсий зазор должен составлять от 0,4 до 1,25 мм). Во избежание перегрева фарша после его измельчения на эмульситаторах, следует стремиться выгружать мясные эмульсии из куттера как можно с пониженной температурой.

Мешалки, применяемые при изготовлении мясных эмульсий, подразделяют на Z-образные, шнековые и лопастные. В связи с повышенной липкостью мясных систем эффективность работы мешалок существенно отличается.

На мешалках с Z-образной лопастью, также как и на лопастных смесителях требуется более короткий период времени для обработки эмульсий.

Шнековые мешалки не обеспечивают быстрой экстракции солерастворимых белков, что требует удлиннения процесса перемешивания.

Вакуумирование мясных эмульсий в процессе куттерования (глубина разрежения в чаше куттера 86-90%) способствует большей степени разрушения структуры тканей, однако, требует введения повышенных количеств воды (по верхнему пределу).

Преимущества вакуумирования мясных эмульсий:

Ш большая степень гомогенизации сырья;

Ш яркая и устойчивая окраска готовой продукции;

Ш высокая монолитность и сочность изделий;

Ш лучше аромат, вкус и вид на разрезе;

Ш повышенный выход;

Ш стабильность при хранении мясопродуктов.

Колбасные изделия, выработанные на вакуум-куттере, имеют более яркую и устойчивую окраску, что объясняется резким снижением окислительного действия кислорода воздуха на процесс цветообразования.

Повышение плотности структуры фарша позволяет получить высокое качество продукта при большем количестве добавленной влаги и в результате этого увеличить его выход. Одновременно появляется возможность использовать сырье более низкого качества, имеющего пониженные функционально-технологические свойства, причем готовая продукция обладает высокой сочностью и нежной консистенцией.

Преимуществом использования вакуумного измельчения является также большая устойчивость продукта при хранении вследствие торможения процессов окислительного прогоркания и обесцвечивания продукта при отсутствии кислорода, а также значительно меньшие затраты энергии на измельчение.

Специфика приготовления мясных эмульсий из ГРУБОИЗМЕЛЬЧЕННОГО сырья

К мясопродуктам, изготавливаемым из грубоизмельченного сырья, можно отнести полукопченые и варено-копченые колбасы, ветчину в оболочке, рубленые полуфабрикаты и изделия подобного типа.

Несмотря на внешние различия в органолептических показателях и условиях технологической обработки (степень измельчения, условия термообработки и т.п.), общим для этой группы мясопродуктов является принцип получения мясных эмульсий.

Особенности состава и состояния эмульсий из грубоизмельченого сырья:

Ш частично либо полностью сохранена клеточная структура мяса;

Ш малая степень диспергирования жира;

Ш ограниченное содержание жира и воды в системе.

Все эти обстоятельства оказывают существенное влияние на механизм образования мясных эмульсий при использовании грубоизмельченного сырья, однако, основной принцип эмульгирования - создание стабильного взаимодействия частиц в системе жир-вода-белок сохраняет свою актуальность и значение.

Характерной внешней особенностью эмульсий этого типа является наличие у них визуально наблюдаемых на разрезе структурных элементов мяса, а также выраженная в той или иной степени рыхлость, обеспечивающая формирование требуемых органолептических показателей, необходимую скорость сушки и развитие ферментативных процессов.

Рассмотрим специфику процесса приготовления мясных эмульсий из грубоизмельченного сырья на примере анализа операций традиционной технологии производства п/к, в/к, с/к колбас.

Основным сырьем, входящим в состав рецептур колбас, является, как правило, говядина, баранина и свинина, свиной шпик и свиная грудинка, преимущественно в охлажденном состоянии, хорошо созревшие, имеющие высокую водосвязывающую способность и выраженные вкусо-ароматические характеристики.

Связующий компонент мясной системы - говяжий фарш, в котором размещаются включения свинины и жира.

Требования к жиросодержащему сырью регламентируются особо: не всякий жир пригоден для выработки п/к, в/к, с/к колбас. Хребтовый шпик использовать нельзя, в связи с его легкоплавкостью; внутренний жир - из-за его крошливости и тугоплавкости. Более приемлемы боковой шпик и свиная грудинка. Как известно, в технологическом процессе колбас предусмотрены (рис.) следующие виды обработки сырья: приемка, измельчение на волчке с диаметром отверстий решетки 16-25 мм, перемешивание фарша с посолочными веществами и его выдержкой при 2-4°С в течение 24-48 часов в зависимости от степени измельчения. В отдельных случаях можно солить мясо непосредственно в кусках (2-4 суток).

По окончании посола сырье (шрот и кусковое) подвергают вторичному измельчению на волчке (диаметр решетки 2-3 мм) и направляют на приготовление мясной эмульсии в мешалке, причем компоненты рецептуры закладывают в смеситель и обрабатывают в определенной последовательности: вначале перемешивают нежирную говядину, баранину или свинину, добавляя пряности, чеснок и нитрит натрия (если он не был добавлен при посоле). Затем небольшими порциями вносят измельченную на кусочки полужирную свинину и перемешивают еще, после чего добавляют измельченные грудинку, шпик, постепенно рассыпая их по поверхности фарша, и обрабатывают в мешалке. При использовании несоленых грудинки, жира-сырца или шпика добавляют соль из расчета 3% к массе несоленого сырья. Перемешивание проводят до получения однородной эмульсии, равномерного распределения в нем кусочков грудинки, жира-сырца и полужирной свинины, выраженного нарастания липкости. Общая продолжительность перемешивания составляет минут. Температура фарша не должна превышать 12°С.

Рассмотрим значение основных операций и технологических параметров и их влияние на сформирование мясных эмульсий и качество готовой продукции (рис).

В этом плане приоритетная роль принадлежит процессам измельчения и перемешивания.

В волчке мясо подвергается резанию, смятию и разрыву, причем, чем меньше диаметр отверстий решетки, тем сильнее разрушается и нагревается сырье вследствие трения.

В результате измельчения на волчке часть мышечных волокон разрушается, часть теряет целостность и появляется возможность для выхода миофибриллярных и саркоплазматических белков на поверхность. Однако, этот процесс при данной степени измельчения протекает весьма медленно, о чем свидетельствует динамика изменения вязкости мясной системы.

Введение значительных количеств поваренной соли (3-3,5%) в измельченное сырье обеспечивает повышение осмотического давления вследствие чего мышечные белки более интенсивно начинают выходить из клеточных структур, кроме того, одновременно повышается их растворимость. Перемешивание измельченного мяса с посолочными веществами ускоряет эти процессы.

В ходе последующей выдержки измельченного сырья в посоле происходит дальнейшее развитие рассмотренных процессов до достижения максимума и образование непрерывной фазы будущей мясной эмульсии белок-вода.

Микроструктурный анализ показывает, что сырой фарш колбас грубого измельчения состоит из крайне неоднородных по составу, размерам и форме частиц. Прерывная (дисперсная) твердая фаза представлена гидратированными белковыми мицеллами, жировыми частицами, инкапсулированными структуроообразной белковой оболочкой, фрагментами разрушенных мышечных волокон, жировых клеток, обрывками и кусочками соединительной ткани и т.д.

Непрерывная (дисперсионная) жидкая фаза представляет собой водный раствор белковых и низкомолекулярных органических и неорганических веществ.

Непосредственно после измельчения на волчке частицы прерывной и непрерывной фазы связаны между собой весьма слабо. Однако, по мере выхода миофибриллярных и саркоплазматических белков в воду, содержащуюся в мясе, увеличения их концентрации и уровня растворимости, в непрерывной жидкой фазе постепенно начинает формироваться пространственный каркас-матрица с твердообразными свойствами. В связи с относительно невысоким содержанием воды в измельченном мясном сырье создаются благоприятные условия для контактирования и взаимодействия частиц дисперсной фазы.

Частицы прерывной фазы в процессе выдержки в посоле образуют между собой молекулярные связи через прослойку непрерывной фазы белок-вода, при этом одновременно диспергированный жир достаточно прочно взаимодействует с гидрофобными группами белков. Прочность связей белок-жир выше, чем у частиц прерывной фазы между собой.

В целом, образующиеся в подобных мясных эмульсиях связи весьма непрочны, они легко разрываются (например, при перемешивании и шприцевании) и структурная основа эмульсии будет разрушаться. Однако, вследствие наличия на поверхности частиц избытка поверхностной энергии, после снятия внешних воздействий (в процессе осадки) связи относительно легко восстанавливаются во времени, самопроизвольно восстанавливается и структура мясной системы.

Таким образом, главной отличительной особенностью мясных эмульсий, приготовленных из грубоизмельченного сырья, является то, что их формирование происходит за счет межмолекулярного взаимодействия мышечных белков в водной среде с образованием пространственного каркаса. В ячейках каркаса находятся крупные частицы - глобулы жира, фрагменты структурных элементов мяса и т.п.; одновременно часть диспергированного жира присоединяется непосредственно к сетке «белок-вода», образуя эмульсию.

Так как получаемые мясные эмульсии весьма лабильны по свойствам, стабилизацию их состояния осуществляют путем термообработки. Нагрев сопровождается денатурацией растворимых белковых веществ, потерей ими растворимости, увеличением степени гидрофобности; происходит агрегирование частиц за счет межмолекулярных сил и коагуляция белка.

Жир под воздействием высокой температуры плавится, диспергируется и присоединяется к гидрофобным группировкам белка.

В результате таких взаимодействий частицы мясной эмульсии связываются в сплошную структуру и образуют с дисперсионной средой (водой) единый конгломерат с хорошо выраженными твердообразными свойствами и пронизанный густой сетью микро- и макрокапилляров, что в итоге обеспечивает получение готовой продукции высокого качества.

При производстве п/к, в/к, с/к колбас из подмороженного либо мороженного блочного сырья приготовление эмульсий ведут на куттере. Требуемая степень измельчения обеспечивается кратковременностью периода обработки сырья (3-3,5 мин., в том числе шпика и грудинки - меньше минуты).

Последовательность закладки сырья сохраняется такой же, как и при составлении фарша на мешалке. При этом необходимо отметить, что стабильность получаемых на куттере эмульсий в первую очередь обусловлена:

Ш введением всего количества поваренной соли в нежирное сырье, что обеспечивает интенсивную экстракцию солерастворимых белков мяса;

Ш низкой температурой сырья, что позволяет повысить функционально-технологические свойства мышечных белков;

Ш более высокой степенью диспергирования жира;

Ш преобладанием принципа резания над эффектом смятия и разрыва (по сравнению с измельчением сырья на волчке), что сопровождается более выраженным выходом белков из мышечных волокон;

Ш интенсивным перемешиванием компонентов рецептуры.

Завершив рассмотрение теоретических основ и практических аспектов приготовления мясных эмульсий, коротко остановимся на завершающих технологический процесс операциях и требованиях к их осуществлению.

ФОРМОВАНИЕ КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Формование батонов включает следующие технологические процессы: подготовку колбасной оболочки; шприцевание оболочки колбасным фаршем; вязку батонов и их навешивание на палки и рамы.

Шприцевание предназначено для придания определенной формы мясопродуктам, предохранения их от внешних воздействий, для улучшения товарного вида и удобства в обращении.

Традиционная форма колбасных изделий - цилиндрическая, разного диаметра и длины; однако существуют мясопродукты с иной конфигурацией, которую придают фаршу, помещая его в оболочку либо пакет и затем в условиях подпрессовки подвергая термообработке в специальных формах.

Физическая сущность процесса шприцевания заключается в пластической деформации фарша под воздействием определенного давления и его истечения через насадку шприца - цевку.

Скорость истечения оказывает существенное влияние на состояние мясной эмульсии и на производительность труда.

Чем больше диаметр цевки, тем меньше скорость истечения, менее выражены изменения в структурной матрице мясной эмульсии, выше производительность оборудования.

Однако, выработка колбас большого диаметра сопряжена с существенным удлинением процесса последующей термообработки, а в некоторых случаях - имеется опасность закисания фарша.

Чем выше давление вытеснения, тем больше скорость истечения и производительность шприца.

Использование чрезмерно высоких давлений вытеснения приводит к ухудшению состояния и свойств эмульсии: снижается ее стабильность, нарушается структура, теряется целостность.

Выбор величины давления вытеснения обусловлен составом, реологическими свойствами (вязкость, пластичность) эмульсии, параметрами последующей термообработки.

Оптимальная величина давления для мясных эмульсий разных типов составляет.

- сосиски, сардельки	- 4-6 х 105 Па;
- вареные колбасы	- 5-6 х 105 Па;
- полукопченые колбасы и в/к	- 6-8 х 105 Па;
- ферментированные колбасы	до - 13 х 105 Па.

Плотность заполнения оболочки мясной эмульсией имеет важное значение, т.к. предопределяет степень появления брака и состояние органолептических характеристик готовой продукции.

Фарши сосисок, сарделек, вареных колбас следует шприцевать с меньшей плотностью, т.к. в процессе последующей термообработки, сопровождающейся объемным расширением мясной системы и интенсивным парообразованием, может произойти разрыв оболочки.

Мясные эмульсии копченых колбас шприцуют с наибольшей плотностью, т.к. объем батонов сильно уменьшается при последующем копчении и особенно сушке, что приведет к деформации поверхности колбас, отслоению оболочки и появлению других дефектов.

Современные шприцы-вытеснители должны удовлетворять следующим технологическим требованиям:

не врабатывать воздух в мясную эмульсию. Его наличие вызывает образование пор и вакуолей в готовом изделии, ухудшает цвет, катализирует окисление жира;

не перетирать мясную эмульсию, особенно ее жировой компонент, в противном случае может произойти изменение состояния структурной матрицы эмульсии, размазывание жира, что приведет к потере монолитности, расслоению продукта на разрезе, появлению рыхлости и бульонно-жировых отеков;

обеспечивать относительно равномерное давление по сечению цевки при вытеснении эмульсии. Наличие значительного градиента в величине давлений в периферийной и центральной зонах, сопровождающееся смещением слоев эмульсии друг относительно друга при истечении, вызывает нарушение целостности структурного каркаса мясной системы и появление дефектов, аналогичных описанным выше. Устранить последствия расслоения мясных эмульсий можно увеличив продолжительность осадки батонов, в течение которой произойдет восстановление состояния эмульсии;

иметь систему вакуумирования эмульсий. Наличие воздуха в эмульсии вызывает изменение цвета колбас, ухудшает консистенцию и текстуру;

при производстве мелкоштучных изделий шприцы должны быть оснащены порционно-перекручивающим устройством.

Выбор типа шприца обусловлен:

- видом и свойствами мясной эмульсии;

- типом используемой оболочки;

- необходимой производительностью;

- требуемой точностью дозировки;

- желательным уровнем механизации.

При заполнении оболочек эмульсией большое значение имеет правильность выбора цевок. В зависимости от диаметра используемой оболочки следует установить цевку с соответствующим диаметром.

- для узких бараньих черев	- 16 мм;
- для широких бараньих черев	- 25 мм;
- оболочка для сарделек	- 25-36 мм;
- для говяжьих черев узких и средних	- 36 мм;
- кругов №.1 и 2	- 36 мм;
- для кругов № 3 и 4	- 48 мм;
- для синюг говяжьих и бараньих	- 60 мм.

При широкой оболочке нельзя применять узкую цевку, т.к. процесс шприцевания будет замедляться и под оболочку может попадать воздух. лишком широкая цевка затрудняет надевание оболочки.

Для интенсификации работы с естественными оболочками рекомендуется использовать сменные цевки (цанги), кишконадеватели и вертушку (патрубок, имеющий два изгиба), которую соединяют с отверстием в цилиндре шприца для выхода фарша только с одной стороны. В то время, как на одну из трубок надевают оболочку, через вторую происходит шприцевание мясной эмульсии.

В процессе шприцевания необходимо соблюдать равномерную подачу и распределение эмульсии по объему батона. Для удаления воздуха из оболочки следует верхний конец ее оставлять на цевке приоткрытой. Целлофановые оболочки надевают на цевку сухими и завязанным концом доводят почти до конца цевки. Подачу мясной эмульсии в широкие оболочки осуществляют при регулировании скорости подачи: в начале - при слабом давлении, а затем - без рывков постепенно увеличивая скорость подачи эмульсии. В конце шприцевания прекращают подачу фарша и рукой сжимают открытый конец батона, уплотняя фарш. Во избежание попадания воздуха с мясной эмульсией при ее шприцевании в черевы, кишку приподнимают на цевке и шприцуют эмульсию дугообразно.

Шприцевание эмульсий в металлические формы (мясные хлебы) производят как можно плотнее причем перед заполнением внутреннюю поверхность форм смазывают жиром (если не имеется антиадгезионных покрытий).

Нашприцованные натуральные оболочки, имеющие значительную длину (синюги), а также белковые и полимерные оболочки перевязывают шпагатом для уплотнения мясной эмульсии, повышения механической прочности, образования петли подвешивания батонов и маркировки готовой продукции (торговая отметка). В зависимости от вида, сорта колбас и диаметра батонов вязку осуществляют по разным схемам:

- сосиски и сардельки не перевязывают, а перекручивают;

- вареные колбасы большого диаметра и копченые колбасы перевязывают через каждые 3-5 см. При использовании белковых и полимерных оболочек вязку шпагатом (либо наложение клипс) делают только на концах батонов, т.к. на их поверхности литографичеким методом заранее наносится необходимая информация о готовой продукции. После шприцевания и вязки кишечные и белковые оболочки прокалывают в нескольких местах штриковкой для удаления из батонов воздуха.

Полимерные оболочки, а также мясные эмульсии, прошедшие вакуумирование, не штрикуют.

Нашприцованные и перевязанные батоны навешивают за петли на палки так, чтобы они не касались друг друга и вся поверхность подвергалась действию теплого воздуха и дымовых газов в процессе тепловой обработки. Если батоны будут соприкасаться друг с другом, могут образоваться «слипы» - неокрашенные (необжаренные) светлые пятна на поверхности батона. Палки с батонами колбасы навешивают на раму.

Норма навешивания колбасных батонов на 1 м палки составляет (в шт.).



для батонов в говяжьих синюгах	4
в бараньих синюгах	5
в искусственной оболочке	8
в кругах, свиных гузенках, пикалах	10
в черевах кольцами	12
в узких черевах (сардельки)	50
в бараньих черевах (сосиски)	72

При размещении батонов колбас в оболочке большого диаметра (120-150 мм) в искусственной оболочке используют рамы специальной конструкции, оснащенные 6-7 наклонными полками, на каждую из которых укладывают по 8-10 батонов. Полки выполнены из нержавеющей проволоки или сетки, имеют зигзагообразную форму.

Типы и подготовка оболочек

Колбасные оболочки являются технологической емкостью, придающей изделию форму и защищающие его от внешних воздействий. Общие требования к оболочкам включают:

- прочность, плотность и эластичность;

- устойчивость к воздействию микроорганизмов;

- термостойкость и влагостойкость;

- определенный уровень водо-, паро- и газопроницаемости;

- наличие стандартного диаметра;

- экономическую доступность.

Для каждого вида колбас в соответствии с технологическими условиями подбирают оболочку определенного типа, диаметра и длины.

В промышленности оболочки подразделяют на четыре основных группы:

1. Натуральные (кишечные)

2. Белковые (коллагеновые)

3. Целлюлозные

4. Полимерные.

Натуральные кишечные оболочки представляют собой надлежащим образом обработанные и подготовленные отделы кишечника убойных животных.

После первичной обработки: удаление содержимого, обезжиривание, шлямовка, промывка, проверка качества, калибровка, метрирование, - полученная оболочка представляет собой непрерывную сетку, образованную соединительной тканью по всей стенке.

Натуральные кишечные оболочки
Трудоемкость производства Неравномерность диаметра Неоднородность качества Опасность микробиологической порчи Ограниченность ресурсов	Высокая проницаемость Высокая прочность Хорошая усадка Съедобность

Для каждого вида колбасных изделий подбирают оболочку в соответствии с ТУ и ТИ на изготовление данного вида изделий.

С соленых кишок удаляют соль, промывают в холодной воде в течение 10-15 минут и замачивают в холодной воде: говяжьи 12-16 часов, свиные и бараньи - 2-3 часа. Сухие кишки замачивают в холодной воде до полного размягчения (до 1 суток). Вода должна быть чистой, проточной или часто сменяемой. Если замачивают кишки в теплой воде (30-35°С), то продолжительность замочки - 2-3 часа. Цель замачивания - придание стенкам кишок эластичности.

После замачивания кишки развязывают, разматывают и промывают теплой водой или продувают воздухом. Цель продувки - проверка наличия отверстий и прочих дефектов.

Загрязнения и остатки жира удаляют. При необходимости кишки калибруют и сортируют по качеству.

В местах, где есть отверстия, кишки перерезают. Гнилостные места - вырезают. Для снижения уровня микробиологической обсемененности кишечную оболочку рекомендуется после промывки в воде дополнительно замочить в течение 8 часов в 4 % -ном водном растворе молочной или винной кислоты. Затем сырье промывают в холодной воде и 12 часов выдерживают в 1 % -ном растворе триполифосфата натрия (рН 8,0) для нейтрализации кислоты.

Говяжьи круга нарезают на отрезки длиной 50 см. С одной стороны на расстоянии 2-2,5 см от края перевязывают шпагатом.

При изготовлении сырокопченых колбас нарезанные отрезки кругов подсаливают, выдерживают под прессом или в перфорированных ящиках (для стекания) не менее 1 сут.

Говяжьи и свиные черевы для вареных и п/к колбас, на отрезки обычно не режут. При изготовлении с/к колбас говяжьи черевы разрезают на отрезки длиной 40-50 см.

Говяжьи синюги разрезают на отрезки не более 50 см. Глухие части синюг обычно использую для выработки фаршированных и вареных колбас в/с. Бараньи синюги подготавливают аналогично говяжьим.

У свиные гузенки, предназначенные для с/к и п/к колбас вырезают среднюю часть, выворачивают и тщательно зачищают ножом от жира. Крону и тонкий конец отрезают. У свиных гузенок, предназначенных для выработки субпродуктовых колбас, крону и тонкий конец не отрезают, гузенку не обезжиривают. Длинные гузенки разрезают на две части. Гузенки перевязывают шпагатом с одной стороны.

Свиные пикала перевязывают с одного конца и за 10-15 мин до шприцевания замачивают в воде температурой 35-45 С.

Крупные пузыри используют для рулетов и зельцев, средние - для вареных колбас, мелкие - для изготовления с/к. Пузыри замачивают перед шприцеванием в теплой воде в течение 10-15 мин.

Белковые оболочки изготавливают из обрезков шкур КРС.

Коллагеновые оболочки с большей толщиной применяют в производстве колбасных изделий, подвергаемых термической обработке; тонкослойные - для производства сухих колбас. При выработки сухих и полусухих с/к колбас широко используют армированные оболочки, изготавливаемые из слоя коллагена, упрочненного шелковой или хлопковой нитью. Белковые оболочки, предназначенные для выработки вареных и полукопченых колбас, замачивают в воде в течение 10 минут, для ферментированных колбас - смачивают непосредственно перед шприцеванием. Как правило, белковые оболочки нарезают на отрезки длиной 50 см диаметром 28-90 мм.

Целлюлозные оболочки. Представляют собой гидратцеллюлозную пленку, содержащую для придания эластичности 12% глицерина.

Целлюлозные оболочки перед шприцеванием водой не смачивают, а надевают на оболочку сухими; штриковка целлофановой оболочки не допускается.

Полимерные оболочки (оболочки из синтетических материалов) изготавливают на базе полиэтилена, поливинилхлоридов, поливинилденхлоридов.

Полимерные оболочки:

-- низкие паро-, водо-, газопроницаемость;

-- стабильность диаметра;

-- вариабельность свойств в зависимости от вида материала;

-- высокая прочность;

-- возможность окрашивания и нанесения литографии;

-- пригодность для автоматизированных производств.

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

Процесс термической обработки эмульгированных мясопродуктов включает в себя:

для вареных колбас, сосисок и сарделек: обжарку - варку - охлаждение;

для полукопченых колбас: обжарку - варку - охлаждение - копчение - сушку;

для варено-копченых колбас: