ЛЕКЦИЯ 12 ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕЛЬНОМЫШЕЧНЫХ И РЕСТРУКТУРИРОВАННЫХ МЯСНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Объем выработки и потребления мясопродуктов в РФ, в том числе деликатесной группы, в последнее время значительно вырос.

С учетом имеющейся тенденции в ориентации потребителя на натуральные здоровые продукты питания можно полагать, что в ближайшие годы спрос на деликатесную продукцию будет и дальше существенно возрастать, а ее ассортимент значительно расширится как за счет вовлечения в производство нетрадиционных видов основного сырья (куриное мясо, индейка, конина, мясо кенгуру и другие) и новых пищевых добавок (в первую очередь пищевых гидроколлоидов и консервантов), так и за счет принципиальных изменений в технологии цельномышечных и реструктурированных мясных продуктов.

Базовой операцией производства деликатесных мясопродуктов является посол, который в современных условиях, как правило, осуществляется путем совмещения инъецирования рассолов в сырье и последующей механической обработки (тендеризация, тумблиро- вание, массирование).

Посол мясного сырья — одна из обязательных и определяющих операций технологического процесса производства цельномышечных мясопродуктов, в результате которой у изделий формируются необходимые технологические и потребительские свойства: вкус, аромат, нежность, цвет, выход готовой продукции.

Многоплановость последствий посола является результатом совокупности последовательно и параллельно происходящих в мясном сырье процессов: проникновение, распределение и накапливание в мясе посолочных компонентов; изменение состояния белковых веществ; изменение форм связи влаги, ВСС и массы мяса; изменение микроструктуры исходного сырья; развитие химических и ферментативных процессов с образованием вкусоароматических веществ; изменение количественного содержания и качественного состава микроорганизмов; развитие реакций цветообразования.

Таким образом, посол мяса рассматривается не только как способ консервирования мясного сырья и готовой продукции, но и как один из приемов технологической обработки, позволяющий модифицировать свойства основного сырья для последующей выработки из него различных видов и групп мясопродуктов.

Посол - процесс диффузионно-осмотического, фильтрационного и механического накапливания в продукте посолочных веществ, от количества которых зависит степень изменения свойств мяса. Посол подразделяют на длительный (для соленых изделий) и кратковременный (для вареных колбасных изделий).

Длительный посол (от 3 до 25 сут) характеризуется: наличием внешней и внутренней обменной диффузии между продуктом и рассолом. Это явление сопровождается массооб- меном (вода—соль) в системе «рассол—продукт»; изменением морфологической структуры и структурно-механических свойств продуктов; изменением коллоидно-химического состояния белков и ВСС; протеканием биохимических (созревание) и микробиологических процессов, влияющих на формирование вкуса, запаха, цвета мяса.

Обменная диффузия и фильтрационные явления при посоле, перераспределение соли и воды. В момент контакта рассола с

поверхностью продукта между ними возникает обменная диффузия, которая приводит к перераспределению соли, воды и растворимых частей продукта между рассолом и продуктом.

Проникновение соли в ткань при мокром посоле и перераспределение между мясом и рассолом происходит двумя путями: через систему макро- и микрокапилляров; осмотически через мембраны и перепонки (фильтрация).

Происходящие диффузионные процессы могут быть описаны

законом Фика:

где- скорость процесса; dc/dx - градиент концентрации.

В эмпирическом виде это аналитическое выражение принимает следующий вид:

где— продолжительность посола; к\ — коэффициент пропорциональности изменения скорости диффузии при переходе из пограничного слоя; кг — изменение скорости диффузии внутри продукта; h — путь диффузии, равный 1/2 толщины продукта; а - const (0,1); D - коэффициент диффузии, учитывающий морфологический и химический состав ткани (18); Ср - концентрация внешнего рассола; Ст - концентрация соли в продукте на глубине h; Ъ - const.

Проанализируем это уравнение. Движущей силой обменной диффузии между рассолом и мясом является разность концентраций соли. При мокром посоле мяса процессы перераспределения соли и воды складываются из трех одновременно протекающих фаз: перераспределение соли и воды в рассоле; перераспределение соли и воды между рассолом и продуктом; перераспределение соли и воды внутри продукта.

Таким образом, в гетерогенной системе «рассол-мясо» мы можем наблюдать внешнюю, граничную (диффузия в рассоле, прилегающем к границе раздела фаз) и внутреннюю диффузию.

Внешняя диффузия. Соль из рассола в продукт и внутри продукта переходит при всех условиях диффузионно-осмотическим путем. При этом концентрация соли вблизи поверхности значительно ниже средней для всего объема рассола, и образуется так называемый пограничный слой. При отсутствии конвекции соль из рассола в продукт переходит с небольшой скоростью (рис. 12.1).

Рис. 12.1. Изменение концентрации поваренной соли в рассоле, пограничном слое и продукте

При внешнем воздействии (механическое перемешивание, бар- ботирование, повышение температуры, подкрепление концентрации рассола) можно вызвать молекулярный перенос и выравнивание концентрации соли в рассоле до средней. В этом случае толщина пограничного слоя будет уменьшаться и скорость процесса посола возрастет. В состоянии покоя для системы «рассол-продукт» по существу весь слой рассола приобретает свойства пограничного слоя. При турбулентном перемешивании скорость посола возрастает в 1,1-1,5 раза. Особенно эффективно действует ультразвуковое поле, которое: уменьшает пограничный слой; повышает температуру рассола; изменяет проницаемость волокон, разрывая связи между ними. Таким образом, при внешней и пограничной диффузии идет накопление соли на поверхности продукта.

Внутренняя диффузия (от поверхности внутрь продукта).

В соответствии с законом Фика скорость внутренней диффузии связана с граничной диффузией lg(Cp/Cm); время посола (т) зависит

от пути проникновения соли (h). Но если продукт гомогенный, то h равно Я/2 (т. е. полутолщине продукта, так как процесс посола осуществляется с обеих сторон), но мясо, как правило, негомогенно и имеет эпидермис, дерму, подкожную клетчатку.

При посоле окороков с кожей, непроницаемой для соли, h будет равна Н (полной толщине продукта), так как процесс диффузии будет идти с одной стороны.

Для мясопродуктов, имеющих разные слои, отличающиеся по проницаемости (Н gt; h gt; H/2), диффузия соли, как правило, идет со стороны более проницаемых тканей (рис. 12.2).

Рис. 12.2. Строение свинины

Проницаемость тканей зависит от их толщины (Я, К), а также характеризуется коэффициентом диффузии (D). Величина D зависит от морфологического и химического состава ткани и составляет: для свиной мышечной ткани (в/с, охлажденной) — 8; дермы свиной шкуры-3; свиного хребтового шпика - 1.

На величину D влияет содержание воды, пористость, направление волокон (диффузия вдоль волокон идет в 1,5 раза быстрее, чем поперек), условия холодильной обработки мяса (проницаемость размороженного мяса выше, чем охлажденного, в 1,5 раза).

Коэффициент диффузии меняется в зависимости от температуры, искусственного изменения микроструктуры мяса путем: ультразвуковой обработки мяса; тендеризации, или прокалывания мяса и шпика, или массирования кусков.

Метод «горячего» посола ^ г              .

ные процессы, сокращая их с 12—15 сут до 9—18 ч. Посол свиных окороков при 16-18 °С происходит в 1,5-2 раза быстрее, чем при 2-4 °С. Это обусловлено термодиффузией, при которой наблюдается суммарное действие разности концентраций соли и разности температур. В последнем случае наблюдается перемещение диффундирующих веществ в направлении теплового потока. Эти процессы складываются, и процесс посола ускоряется.

Ускорить посол можно, используя метод шприцевания рассола в мясо (через кровеносную систему или в виде уколов в мышечную ткань), а также безыгольный струйный метод.

При безыгольном струйном методе роль иглы выполняет сам рассол, нагнетаемый под давлением Р = 100-300 атм в виде струи d = 0,1 мм. В этом случае струя подобна твердому телу.

При шприцевании мяса внутри продукта образуются начальные зоны накопления рассола на относительно небольших расстояниях друг от друга, и общее время диффузии сокращается.

Перераспределение соли и воды.

В зависимости от концентрации рассола и продолжительности процесса может происходить как обезвоживание, так и оводнение мяса.

В начале процесса посола всегда происходит обезвоживание продукта, вызываемое более высоким осмотическим давлением рассола в сравнении с осмотическим давлением тканевой жидкости. После 8-10 сут посола начинается процесс оводнения (длящийся в течение всего последующего времени посола), обусловленный нарастанием в мясе концентрации соли.

В начальном периоде посола интенсивность перехода воды из продукта в рассол превышает интенсивность перехода соли из рассола в продукт. В связи с этим при повышенной концентрации рассола в начале посола масса продукта уменьшается.

При использовании слабых рассолов (плотность 1100 кг/м3), вследствие относительно небольшой степени обезвоживания в начальном периоде масса продукта увеличивается почти с самого начала посола.

Практически одновременно с перераспределением воды между рассолом и продуктом начинается перераспределение воды между системой капилляров и межклеточным пространством, с одной стороны, и морфологическими структурными элементами (клетками, волокнами) - с другой.

Количество воды, удерживаемое соленым мясом, зависит от его ВСС, которая, помимо прочих причин, связана в данном случае и с концентрацией рассола.

При посоле мясопродуктов сухой солью за счет воды в продукте на его поверхности образуется насыщенный рассол. С этого момента между продуктом и рассолом возникает обменная диффузия, как и при мокром посоле.

Вследствие высокой концентрации соли в образовавшемся рассоле и стекания части его продукт обезвоживается. Изменение содержания воды в мясе при мокром посоле в рассоле разной концентрации показано на графике (рис. 12.3).

Рис. 12.3. Изменение содержания воды в мясе при посоле в рассолах разной концентрации

Наряду с перераспределением воды между мясом и рассолом идут процессы перераспределения воды между структурными элементами тканей (клетки сначала обезвоживаются, а затем набухают), при этом во время посола возрастает доля прочносвязанной воды и уменьшается количество слабосвязанной воды.

Так как количество адсорбционно-связанной воды зависит от количества гидрофильных центров (т. е. от степени растворимости белка), слабые растворы соли повышают растворимость белков, и ВСС повышается.

Концентрированные рассолы снижают растворимость белков, и ВСС падает.

Количество осмотически связанной воды зависит от количества растворенных веществ. Рассол имеет высокое осмотическое давление, продукт - низкое. По этой причине на первом этапе посола идет обезвоживание мяса. Но в процессе посола осмотическое давление тканевой жидкости изменяется: в ней накапливаются низкомолекулярные вещества, и осмотическое давление тканевой жидкости растет - идет оводнение.

Количество слабосвязанной воды (пор и капилляров) при посоле также изменяется. На первом этапе посола происходит сжатие морфологических элементов и падение ВСС, а затем - набухание.

Количество капиллярной воды иногда увеличивают искусственно, пропуская мясо через вальцы, т. е. подвергая его тендериза- ции и массированию или разрыхляя поверхность, увеличивая таким образом силы поверхностного натяжения.

Изменение и перераспределение составных частей продукта.

На первом этапе посола в рассол при обезвоживании сырья вместе с водой переходят белковые, экстрактивные и минеральные вещества, способные растворяться в рассоле. Кроме того, часто белок теряется и вследствие гидролиза. Количество потерь этих веществ зависит от концентрации и количества рассола, длительности посола, температуры и т. п. В частности, потери белков (альбуминов и глобулинов) резко возрастают при концентрациях рассола выше 10-12%.

Однако основная доля потери белка связана с переходом в рассол белков, заполняющих кровеносную систему, и белков разрушенных клеток. Следует отметить, что чем выше категория упитанности мяса, тем меньше потери азотистых веществ. Белки эластин и коллаген в рассол не переходят.

Кроме того, теряются: витамины: фолиевая кислота - 35%, В - 15-20%; экстрактивные вещества: креатин уменьшается в 10-20 раз.

Изменение вкуса и аромата.

Изменение вкуса и аромата мяса связано с развитием биохимических реакций и микробиологических процессов в результате накопления в нем посолочных веществ (поваренной соли, нитрита натрия, сахара, аскорбинатов, фосфатов и т. п.). При формировании вкуса и аромата изменение белков и жиров имеет положительное значение: соленый продукт приобретает более мягкую консистенцию, специфический запах и вкус «ветчинности», особенно на 14-21 сутки посола.

В ходе посола белки подвергаются протеолизу, в результате чего накапливаются дипептиды, глютаминовая кислота, пептиды, жирные кислоты, диацетил, ацетоин, однако процесс идет медленно вследствие тормозящего действия соли.

Нитрит натрия также участвует в формировании аромата и вкуса, но механизм этого процесса выяснен не полностью.

Улучшение вкуса происходит и при последующей тепловой обработке соленого мяса: белки дезаминируются, декарбоксилируют- ся, переаминируются, в результате чего образуются свободные аминокислоты и побочные вещества. При этом белки могут участвовать в реакции меланоидинообразования (реакция Майяра) между свободными аминокислотами и сахарами, в результате чего цвет и запах изменяются. Одновременно при дезаминировании образуются летучие жирные кислоты.

Добавление протеолитических ферментов (трипсина, фицина) к шприцовочному рассолу в количестве 0,01% к массе сырья увеличивает нежность мяса (по сопротивлению резанию - на 15-20%), набу- хаемость коллагена (на 3-6%), при этом в мясе возрастает количество глютаминовой кислоты, цистина и цистеина (20-30 мг%). Возрастает количество свободных аминокислот, но при общем росте содержания большинства аминокислот количество некоторых (аргинина, лизина, аспаргиновой кислоты, серина) почти не изменяется или даже уменьшается.

В процессе посола соотношение между группами свободных аминокислот (диаминокислоты, дикарбоновые и нейтральные) меняется в направлении накапливания диаминокислот, кислых и нейтральных аминокислот и составляет 5:2:3.

Улучшение качества ветчинных изделий и интенсификация их производства могут быть достигнуты за счет: использования сырья непосредственно после убоя (парного); применения препаратов протеолитических ферментов; использования многоигольчатого шприцевания; повышения температуры мяса и рассола и т. д.

Изменение структурно-механических свойств.

В начале посола мышечные волокна сжимаются, а к его концу расслабляются. Одновременно в процессе посола наблюдается разрушение и слияние в аморфную массу белков миофибрилл.

Степень размягчения структуры зависит от концентрации рассола и продолжительности посола, от вида посола (сухой или мокрый), времени созревания мяса и его состояния. Рационально использовать для посола парное мясо: в этом случае процесс окоченения имеет место, но выражен слабо и продолжается более короткое время.

При посоле изменяются прочностные (напряжение среза), деформационные свойства и липкость: после выдержки в рассолах средней концентрации мясо приобретает упругость и пластичность. В рассолах высокой концентрации и при сухом посоле мясо уплотняется, причем в нем появляются более прочные связи, которые препятствуют развитию пластичности.

При производстве формованных ветчинных изделий большое значение имеет величина липкости поверхности. В процессе выдержки мяса в посоле солерастворимые белки «выходят» на поверхность, и липкость возрастает.

Применяемые в последние годы способы механической обработки (массирование, тендеризация) мяса увеличивают шероховатость продукта и способствует выходу на его поверхность солерастворимых белков. Кроме того, при формировании монолитности кусков соленого мяса могут быть использованы: кровяная сыворотка, плазма, альбумин, поливиниловый спирт (ПВС), фосфаты и другие добавки, увеличивающие связность кусков.

Особенности обменной диффузии в живых клетках. Консервирующее действие поваренной соли.

Живые микробные клетки при посоле подвергаются действию повышенного осмотического давления. Между клетками и средой сохраняется более или менее значительная разница осмотических давлений, величина которой зависит от интенсивности обмена веществ в клетке.

Клетки, не способные к интенсивному обмену веществ в условиях повышенного осмотического давления, не способны также и к поддержанию большой разности осмотических давлений между протоплазмой и средой. Они погибают вследствие резкого повышения осмотического давления в протоплазме.

Вторая особенность поведения живых биологических систем в растворах электролитов заключается в избирательном характере диффузии ионов в клетку. Поэтому микроорганизмы в рассолах либо гибнут, либо приспосабливаются к новым условиям.

При концентрации соли 10-15% гибнут практически все гнилостные микроорганизмы, но концентрации менее 5% способствуют развитию некоторых из них. Многие микробы адаптируются к соли, поэтому со временем общее количество микроорганизмов увеличивается как в продуктах, так и в рассоле, причем на это влияет и увеличение содержания белковых веществ, и уменьшение количества поваренной соли в рассоле вследствие обменной диффузии.

Устойчивость микробов к соли уменьшается при снижении величины pH. Таким образом, поваренная соль, хотя и не обладает бактерицидным действием, но: подавляет развитие некоторых микроорганизмов за счет высокого осмотического давления в растворе, которое вызывает большее или меньшее обезвоживание клеток, изменение их размеров, формы и нарушение водного обмена; оказывает влияние на ферментативную деятельность бактерий; способствует развитию микробов-антагонистов, уничтожающих гнилостные бактерии.

Роль микроорганизмов.

Микроорганизмы и их развитие при посоле могут либо улучшить вкус и аромат продукта, либо вызвать его порчу. Чтобы подавить деятельность нежелательных микроорганизмов и стимулировать развитие желательных, в рассолы вводят бактериальные закваски, содержащие молочнокислые микроорганизмы (Lactobacillus plantarum, Streptococcus lactis).

Молочнокислые микроорганизмы: являются антагонистами гнилостных; снижают величину pH среды; улучшают аромат и вкус мясопродуктов; ускоряют реакции цветообразования.

Бактериальные закваски вводят при производстве сырокопченых колбас и при посоле соленых продуктов.

Микроорганизмы способствуют развитию протеолиза, накоплению карбоновых соединений и летучих жирных кислот (ЛЖК).

Кратковременный посол.

Этот вид посола фарша применяют при выработке колбасных изделий с целью: придания вкуса и цвета; увеличения ВСС, липкости и пластичности, от которых зависит

сочность, консистенция и выход колбасных изделий.

В зависимости от вида колбасных изделий меняется степень измельчения мяса, количество вводимой поваренной соли и нитрита натрия (табл. 12.1). Зависимость продолжительности посола от степени измельчения мяса

Измельчение производят на волчках с целью ускорения диффузионных процессов посола и созревания мяса. Кроме того, измельчение частично разрушает мышечные волокна, и водосолераствори- мые белки переходят в дисперсионную среду.

Изменение ВСС и липкости фарша зависит от состояния мышечных белков актомиозинового комплекса, причем наличие 2-2,5% поваренной соли способствует оптимальной растворимости белка.

При выдержке мяса в посоле белки поглощают поваренную соль, величина pH сдвигается в сторону от изоэлектрической точки, ВСС растет, повышается доля растворенного белка в дисперсионной среде. Ионы соли, связываясь с актином и миозином, мешают их взаимодействию, увеличивая ВСС. По этой же причине поваренная соль задерживает наступление посмертного окоченения. В связи с этим рекомендуют при выработке вареных колбас солить мясо в парном состоянии (не позднее -2ч после убоя животного), добавляя сухую соль сразу в куттер. Используя данный принцип, к охлажденному мясу можно добавлять 20-30% парного мяса уже при составлении фарша.

С точки зрения организации технологического процесса посол колбасного фарша состоит из двух этапов: этап. Равномерное распределение посолочных ингредиентов в мясе. Производят измельчение мяса и перемешивание (2-3 мин) с солью. Технически это осуществляют на посолочных агрегатах, состоящих из волчка, дозаторов соли и нитрита натрия, смесителя- мешалки. этап. Выдержка мяса в посоле с целью проникновения посолочных веществ внутрь мышечных волокон и приобретения фаршем липкости, вязкости, ВСС.

Временные параметры выдержки приведены в табл. 12.1.

С целью сокращения продолжительности выдержки мяса в посоле рекомендуют: увеличивать степень измельчения мясного сырья; использовать рассолы вместо сухой соли; повышать температуру при проведении посола.

Однако необходимо иметь в виду, что по мере увеличения степени измельчения мяса количество микроорганизмов в нем растет, а повышение температуры выше 12-14 °С может привести к закиса- нию фарша.

Весьма эффективным способом, позволяющим сократить продолжительность посола, является вариант совмещения этого процесса с другими технологическими операциями. В частности, при производстве эмульгированных мясопродуктов из рассортированного блочного сырья блоки без предварительного размораживания подвергают последовательному измельчению на блокорезке (строгальной машине) и волчке (гриндере), после чего полученный фарш с температурой -6...-8°С поступает непосредственно в куттер для приготовления эмульсии. Поваренную соль и нитрит натрия добавляют на первой фазе куттерования.

В ряде случаев при изготовлении полукопченых, варено- копченых и сырокопченых колбас мясо и шпик подмораживают до температуры -2 °С в центре куска и затем, куттеруя мясо, добавляют поваренную соль и все ингредиенты в куттер. Готовый фарш под вакуумом нагнетают в колбасную оболочку. При этом посол происходит в процессе осадки, подсушки, копчения, и продолжительность технологического процесса производства колбас существенно сокращается.

Как уже отмечалось, исходя из классических представлений, в мясной промышленности используют сухой, мокрый и смешанный посолы.

При сухом посоле мясное сырье натирают поваренной солью или сухой посолочной смесью (поваренная соль, нитрит натрия), укладывают в штабеля, пересыпая каждый ряд посолочными ингредиентами. Общий расход поваренной соли при этом составляет от 8 до 15% к массе сырья, продолжительность выдержки - от 7 до 30 сут. В процессе посола поваренная соль гидратируется за счет воды, содержащейся в сырье, образуя концентрированный рассол и увеличивая разницу осмотических давлений на поверхности и внутри готового продукта. Образовавшийся рассол частично диффундирует внутрь продукта, а часть его стекает, в результате чего мясное сырье обезвоживается.

В современных условиях сухой посол применяется весьма ограниченно.

Основные недостатки сухого посола состоят в том, что продукт получается соленым и жестким, распределение соли в продукте неравномерное, выход продукции низкий.

Основное преимущество сухого посола - достаточно высокая продолжительность хранения готовой продукции.

Посол мясопродуктов в рассоле (мокрый посол) позволяет получать готовую продукцию с более равномерным распределением соли.

Суть посола - заливка мясного сырья рассолом и выдержка в нем в течение 3-5 сут.

Недостатком этого способа является то, что по окончании технологического процесса готовое изделие имеет повышенную влажность и не всегда пригодно для длительного хранения.

Разновидностью мокрого посола в современной технологии является посол мясного сырья в мешалках либо массажерах, при этом к мясному сырью добавляют сухую посолочную смесь, втирают ее в сырье, после чего в емкость вносят воду, поглощаемую впоследствии мясом и посолочными компонентами.

При данном способе посола величина выхода может составлять 110-140%. Однако этот способ в основном применим для кускового сырья толщиной не более 25 мм (мяса птицы, для крылышек птицы и т. д.).

Следует иметь в виду, что количество введенного в мясо и удержанного рассола зависит от многих факторов, но главным образом от вида сырья: чем выше содержание жира, тем меньше рассола поглощает сырье. Для ускорения процесса проникновения и распределения посолочных компонентов в сырье, рассол вводят в толщу продукта путем инъецирования (шприцевания).

Смешанный посол - сочетание мокрого и сухого способов. Мясное сырье инъецируют рассолом, натирают посолочной смесью, выдерживают в штабелях и затем заливают рассолом (30-60% к массе сырья).

Анализ различных методов посола показывает, что проникновение соли в мясное сырье в основном происходит двумя путями: осмотический - через мембранные перегородки, покрывающие внешнюю поверхность мышечных волокон и тканей (осмос); по системе макро- и микрокапилляров с последующим перераспределением поваренной соли и воды между этой системой и клеточными элементами (диффузия).

При этом проникновение поваренной соли вторым путем происходит значительно быстрее, так как структура капилляров и их размер (d= lO ^-KT6 м), превышающий размер частиц рассола, способствует более свободному проникновению через них всех компонентов.

Таким образом, при традиционных методах посола (сухом и мокром) процесс перемещения посолочных веществ в гетерогенной системе «рассол-продукт» можно считать диффузионным, так как он осуществляется без механического воздействия.

В большинстве современных технологий производства цельномышечных и реструктурированных мясопродуктов предусмотрено введение рассолов путем инъецирования (шприцевания) с последующей механической обработкой сырья, или выдержкой мяса в рассоле либо вне его. В этом случае процесс посола имеет диффузионно-осмотическую природу, и его ускорение достигается применением совокупности различных физико-химических методов.

Основная цель инъецирования - сокращение пути проникновения посолочных веществ в ткань и обеспечение его равномерного распределения внутри сырья.

Различают два способа введения рассолов в мясное сырье: через кровеносную систему и уколами в мышечную ткань.

Посол через кровеносную систему является достаточно эффективным при обработке мясокостного сырья (в первую очередь парного и охлажденного), используемого в виде отдельных отрубов. При этом введение рассолов осуществляется через бедренную артерию в окороке и плечевую артерию в лопатке по специальным схемам с помощью полых игл. Рассол вводят под давлением (2-3)-105 Па в количестве до 16% к массе сырья.

Данный метод не получил массового распространения в отрасли поскольку он трудоемок, не может быть автоматизирован, и используемое сырье должно иметь гарантированную степень обескровливания и сохранности капиллярных сосудов.

Кроме того, данный метод посола чрезмерно продолжителен: требуется 12-15 сут для распределения рассола и созревания сырья.

Инъецирование (шприцевание) в мышечную ткань производят с помощью пустотелых перфорированных игл длиной 150-160 мм (внутренний диаметр 1,5 мм, наружный - 3 мм); отверстия для выхода рассола (диаметром 1 мм) располагаются на равном расстоянии друг от друга по спирали иглы либо диаметрально.

Введение рассола в отруба осуществляют по специальным схемам; в бескостное сырье рассол шприцуют с шагом введения игл 10-30 мм.

Инъецирование рассолов в мясное сырье производится как одно- игольными ручными инъекторами, так и на автоматизированных многоигольчатых шприцах, в головке которых может находиться до 200 игл.

Многоигольчатое инъецирование рассолов на специальных установках позволяет получать равномерное распределение посолочных веществ в сырье, увеличить количество вводимого рассола, контролировать его количество и в сочетании с массированием и тумб- лированием удержать весь рассол в сырье.

Сущность процесса инъецирования рассола в мышечную ткань можно представить следующим образом. Нагнетаемый под давлением через отверстие иглы рассол образует область первичного его накопления в межволоконном (межклеточном) пространстве мяса (рис. 12.4).

После выхода иглы из мышечной ткани часть рассола вытекает из мясного сырья по образовавшемуся каналу; другая часть формирует рассольную зону, из которой в последующем рассол должен распределиться в межволоконном пространстве, проникнуть внутрь мышечного волокна для снижения разницы осмотических давлений на границе раздела систем, обеспечения воздействия компонентов рассола (фосфатов и поваренной соли) на состояние мышечных миофибриллярных белков. Процесс распределения рассола, как правило, обусловдивается последующей длительной выдержкой сырья либо использованием механических способов обработки, таких как массирование и тумблирование.

Рис. 12.4. Модель области первоначального распределения веществ, инъецируемых в мышечную ткань:

D - наибольший диаметр области; L - наибольшая длина области; а - характеристика формы области

Вышеописанный эффект характерен для инъекторов, работающих на уровне давлений вытеснения рассола в пределах 1,2 • 105 Па. Данного типа установки наиболее характерны для отечественной промышленности. Однако на ряде передовых зарубежных и отечественных предприятий в течение последних 10-15 лет нашли применение инъекторы, работающие на повышенных давлениях вытеснения рассола (8-12)-105 Па.

Данный метод получил название спрей-инъецирование (рис. IX). В этом случае за счет малых диаметров отверстий (0,3-0,6 мм) для выхода рассола из иглы и повышенного давления вытеснения рассол попадает в мясную систему в капельно-жидком состоянии, что обеспечивает не только более высокий уровень введения его в сырье, но и равномерное распределение по объему, проникновение внутрь мышечных волокон через мембраны и клеточные структуры.

Применение спрей-инъекторов позволяет за счет пульверизаци- онного эффекта существенно ускорить процессы созревания, улучшить органолептические и технологические показатели готовой продукции.

Принципиальные различия в механизме инъецирования рассолов при стандартных и распылительных условиях инъецирования представлены на рис. IX.

Применение спрей-инъекторов в сочетании с эффективным массированием позволяет получать готовую продукцию с выходом в пределах 180-210%.

Естественно, что конечный технологический результат, получаемый вследствие инъецирования и механической обработки, во многом зависит от состава и физико-химических свойств рассолов, используемых при шприцевании мясного сырья.

Систематизация рассолов, используемых в технологии цельномышечных и реструктурированных мясных изделий.

Применительно к наиболее распространенным в современных условиях группам вареных и варено-копченых цельномышечных и реструктурированных мясопродуктов, выход которых составляет от 85 до 210%, рассолы, используемые для инъецирования сырья, условно подразделяют на несколько типов.

Простые рассолы - в их состав входят традиционные посолочные вещества - поваренная соль, нитрит натрия, сахар. Норма введения - 20-30% к массе исходного сырья. Это истинные растворы с высокой кинетической и термодинамической устойчивостью. Их использование обеспечивает получение выхода готовой продукции в пределах 75-100%.

Сложные рассолы, в состав которых наряду с посолочными компонентами входят пищевые фосфаты и белковые препараты.

Эти рассолы вследствие наличия нерастворимых белковых препаратов являются суспензиями. Норма их введения в мясное сырье составляет 35-60%.

Многокомпонентные рассолы представляют собой сложные дисперсные системы (истинный раствор + суспензия + гель), в состав которых наряду с водорастворимыми веществами (посолочные, вкусоароматические вещества, фосфаты, красители и т. д.) входят высокомолекулярные соединения (белковые препараты, крахмалы, пищевые гидроколлоиды). Они крайне неустойчивы в кинетическом отношении, что обусловлено высокой молекулярной массой базовых функциональных ингредиентов, их склонностью к седиментации и проявлением ими при набухании в составе рассолов конкурентных свойств.

При этом данный тип рассолов является наиболее распространенным в практике, так как обеспечивает наиболее существенное увеличение выхода готовой продукции (до 210%).

В современных технологиях имеются композиции для инъецирования, приготовленные на основе простых и многокомпонентных рассолов, в которые дополнительно вводят 10-30% измельченной колбасной эмульсии (мясного фарша).

Подобные рассольные системы, получившие название «мясо в мясе», позволяют не только обеспечить введение в сырье до 60% эмульгированных рассолов без существенных изменений структуры, вкуса и цвета готовой продукции, но и увеличить долю полноценного мясного белка.

В практике производства мясопродуктов имеются также варианты, в соответствии с которыми в состав рассольных композиций довольно часто вводят весьма «экзотические» ингредиенты, такие как красное вино, экстракты пряностей, водно-спиртовые настои различных трав, бальзамы и т. д.

Однако, как уже отмечалось, наиболее распространенными и перспективными являются многокомпонентные рассолы, содержащие кроме посолочных веществ и фосфатов соевые белковые препараты, каррагинаны и нативные крахмалы. Сложившееся предпочтительное отношение к этим высокомолекулярным веществам в первую очередь обусловлено их гарантированной биологической безопасностью, относительной простотой технологического использования, высокими функционально-технологическими свойствами, рыночной и экономической доступностью.

Следует отметить, что процесс выбора видов и количеств высокомолекулярных ингредиентов для рассольных систем является весьма ответственным моментом, так как может привести к появлению негативных последствий: неконтролируемый рост вязкости получаемых многокомпонентных рассолов, вызывающий забивание отверстий в иглах набухшими высокомолекулярными ингредиентами, что приводит к необходимости использования повышенных давлений при вытеснении рассолов; замедление диффузионно-осмотического и фильтрационного распределения рассолов в мясном сырье.

Особенности свойств и поведения отдельных ингредиентов рассольных композиций.

В состав многокомпонентных рассольных композиций может входить до 20 ингредиентов, различающихся как по происхождению, так и по физико-химическим свойствам.

Большая часть низкомолекулярных ингредиентов рассолов хорошо растворима в воде и даже при достаточно высоких их концентрациях не приводит к значительным изменениям вязкости и плотности рассолов.

Вторая составная часть рассолов — это высокомолекулярные компоненты, способные к набуханию либо частичному растворению. Каждое из высокомолекулярных веществ обладает индивидуальной молекулярной массой, радиусом, структурой молекулы, которые безусловно будут оказывать непосредственное влияние как на вязкость получаемой системы, так и на уровень кинетической и термодинамической устойчивости. При этом степень проявления высокомолекулярными веществами основных функционально-технологических свойств во многом зависит от условий среды (величины pH, ионного состава, температуры), уровня термодинамической совместимости различных ингредиентов (синергизм, конкурентные отношения). В результате рассол превращается в сложную гетерогенную дисперсную систему с варьируемыми значениями вязкости и уровнем кинетической устойчивости, что, в свою очередь, оказывает влияние как на срок хранения приготовленного рассола (степень седиментации) и величину требуемого давления инъецирования, так и на характер перераспределения и удерживания рассола в мясе, на основные качественные характеристики и величину выхода готовой продукции.

Исходя из вышеизложенного, к ингредиентам, используемым при приготовлении рассолов, предъявляется ряд специфических требований.

Вода является реагентом-растворителем, дисперсионно-реакционной средой, в которой протекают коллоидно-химические процессы.

В связи с варьированием солевого состава (жесткость воды от 2 до 7 г-экв/л) и уровнем величины pH (от 6 до 9), вода может оказывать существенное влияние на состояние и функциональнотехнологические свойства высокомолекулярных веществ, вызывая изменения уровня их растворимости и вязкости.

Поваренная соль. Хорошо растворима в воде, образует истинный раствор. Присутствие поваренной соли влияет на величину осмотического давления и уровень растворимости некоторых высокомолекулярных соединений. Однако в связи с наличием в поваренной соли примесей в виде водонерастворимых веществ, а также солей кальция и магния она может оказывать негативное воздействие на процессы набухания и гелеобразования гидроколлоидов.

Нитрит натрия - водорастворимая соль, вводимая в состав рассола; принципиального влияния на остальные ингредиенты рассолов не оказывает.

Сахара - сахароза, лактоза, декстроза, мальтоза, глюкоза и др.

Основной вид сахаров, используемых при производстве мясопродуктов, - сахароза (водорастворимый дисахарид). Наличие сахарозы в составе рассола может вызывать снижение набухаемости белков и белковых препаратов растительного происхождения. Одновременно сахароза снижает степень комкуемости каррагинанов. При высоких концентрациях (более 10-15%) увеличивает вязкость растворов.

Пищевые фосфаты. Ассортимент пищевых фосфатов весьма разнообразен, однако применительно к многокомпонентным рассолам наиболее эффективны фосфаты, имеющие хорошую растворимость, не выпадающие в осадок в присутствии поваренной соли, обладающие высокой буферной емкостью, характеризующиеся отсутствием примесей.

Примером таких фосфатов могут служить комплексные молекулярные смеси, известные под торговой маркой «Карнал» (Карнал 346, 822, 2110, 659 S) - фосфаты, предназначенные специально для инъекций.

В наибольшей степени приемлемы для приготовления рассолов фосфаты длинноцепочечные (полифосфаты), а также смесовые.

Каррагинаны. к-Каррагинаны - высокомолекулярные структу- рообразователи, растворяются в холодной воде, некоторые частично набухают, могут оказывать весьма существенное влияние на величину вязкости среды (высокоочищенные каррагинаны GHG, HGE-I, СК 207, WG-3).

к-Каррагинаны калийзависимы, в связи с чем в наибольшей степени проявляют свои функционально-технологические свойства в мягкой воде и при повышенных значениях pH. Для снижения вероятности комкуемости каррагинанов рекомендуется при приготовлении рассолов вводить их в систему вместе с сахарами.

Соевые белковые препараты. С учетом специфики технологического процесса производства деликатесных мясопродуктов к соевым белковым препаратам, предназначенным для приготовления многокомпонентных рассолов, предъявляется ряд дополнительных требований: малый размер частиц (во избежание быстрой седиментации и

пыления при использовании); высокая диспергируемость и смачиваемость;

низкая растворимость и вязкость при набухании и гелеобразо-

вании; солеустойчивость и низкая пенообразующая способность.

Белковые препараты животного происхождения — сухой

яичный альбумин, лактоальбумин (Промикс 8617), сухое цельное или обезжиренное молоко, концентраты соединительнотканных белков, получаемые из коллагенсодержащего сырья.

Препараты данной группы легко растворимы в воде при определенных значениях pH (6,8-7,2), обладают выраженной набухаемо- стью и гелеобразующей способностью, вследствие чего существенно увеличивают вязкость многокомпонентных рассолов.

Нативные крахмалы представляют собой природные полисахариды, состоящие из амилопектина и амилозы; ограниченно набухают в холодной воде.

На степень набухания и вязкости крахмальных растворов оказывает влияние величина pH, наличие соли и сахара в среде гидратации. Крахмалы вступают в конкурентные отношения с высокомолекулярными соединениями, такими как желатин, карбоксиметилцел- люлоза, мышечные белки.

Пищевые красители (ферментированный рис, кармин, кара- мель), консерванты (цитраты, лактаты, сорбаты, ацетаты), усилители вкуса (глутаминат натрия, глутаминовая кислота), вкусоароматические добавки (натуральные пряности, экстракты коптильного дыма, мясные ароматы), используемые в составе рассолов в микродозах (0,005-0,2%), как правило, являются водорастворимыми и не оказывают существенного влияния на вязкость и устойчивость рассольных систем.

Обобщенные данные отечественных и зарубежных технологических регламентов показывают, что доля сухих веществ в многокомпонентных рассолах может составлять от 15 до 35%, в связи с чем рассол превращается в сложную гетерогенную дисперсную систему с варьируемыми значениями вязкости и уровнями кинетической устойчивости.

Диапазоны содержания ингредиента в составе рассолов (в %):

сухое молоко глютаминат натрия консерванты колоранты (красители) ароматизаторы