831

До настоящего времени колбасные эмульсии набивали в колбасные оболочки, затем для стабилизации нагревали, при необходимости одновременно с этим коптили или непосредственно помещали в горячую водяную ванну.

Для полуфабрикатных продуктов, обработанных таким образом, характерна заметная производственная потеря inter alia протеина, вкусовых веществ и жира. Последующие упаковочные манипуляции, требуемые после тепловой операции, способствуют вторичному загрязнению наполовину приготовленных товаров. Для увеличения срока сохранности продукты в транспортировочных упаковках или упаковках для розничной продажи необходимо часто подвергать дополнительной пастеризации.

Впатенте DD 200970 описывается способ набивки формующих коробок для безоболочечной колбасы, предусматривающий устранение воздушных включений в колбасную эмульсию, обваренную в этом состоянии, во время заполнения или набивки кассет. В кассету эмульсию вводят согласно известным правилам потряхивающими движениями, при этом указывается, что предпочтительными являются колебания в ультразвуковом интервале.

Внемецкой выложенной заявке DE 2950384 А1 описывается способ и аппаратура для обработки пищевых продуктов энергией на ультразвуковой частоте. В частности, указывается, что процесс отваривания приготавливаемого материала основывается на разложении волокнистой структуры и разрушении энзимов указанного материала и, в связи с этим, на процессе механического приготовления, который имеет в своей основе тепло, возникающее при трении в материале, подлежащем отвариванию. Разъясняется также, что воздействие ультразвуковой энергии модифицирует указанный материал с точки зрения коагуляции. Однако в этой заявке делается фундаментальное предположение, что подлежащий отвариванию

101

материал для оптимизации процесса отваривания в дополнение к обработке чисто термической энергией следует обрабатывать ультразвуком. В таком контексте отваривание означает, что весь подлежащий отвариванию материал должен быть в полном объеме подвергнут соответствующей обработке. В этой заявке не предлагаются какие-либо действия для формирования автономной оболочки, стабилизирующей форму индивидуальных полуфабрикатных товаров, путем воздействия ультразвуковой энергией, в частности, с целью увеличения промежуточной стабильности наполовину приготовленного продукта.

С учетом сказанного выше задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке способа отверждения поверхности полуфабрикатной колбасной эмульсии, например полуфабриката колбасы с обваренной эмульсией, полуфабриката колбасы с отваренным мясом или полуфабриката эмульсии, предназначенной для получения полуфабрикатной колбасы, с помощью ультразвуковой обработки, причем в указанном способе обработка предназначена для стабилизации формы индивидуальных полуфабрикатных товаров и одновременно обеспечивает необходимое условие предотвращения прилипания полуфабрикатного продукта нежелательным образом к средствам обработки.

Посредством настоящего способа на поверхности эмульсии формируют естественный стабилизирующий и полузащитный слой таким образом, чтобы в случае, например, полуфабрикатных колбас отпала необходимость в применении кишечной оболочки и при этом продукт впоследствии можно было подвергнуть окончательной обработке (сушке). Кроме того, способ должен обеспечить предварительную стабилизацию для тех продуктов, которые далее подвергают тепловой обработке или обработке высоким давлением.

102

Согласно изобретению полуфабрикатную колбасную эмульсию, приготовленную обычным образом, сначала подвергают дегазирующей обработке с помощью, например, откачки воздуха. Затем в дополнение к этому осуществляют прямой контакт полуфабрикатного продукта с поверхностью одного или нескольких ультразвуковых излучателей, при этом по меньшей мере один из них нагревают, т.е. его собственная температура превышает температуру, возникающую из-за теплового процесса, связанного с процессом облучения.

Вконтексте непрерывной обработки предпочтительно применение трубчатых полых ультразвуковых излучателей, причем в любом случае можно также применять излучатели, профилированные в соответствии с формой продукта. Их обрабатывающая поверхность может иметь микроструктуру, сводящую прилипание к минимуму.

Ультразвуковая энергия, прикладываемая к полуфабрикатному продукту, имеет низкую частоту, но высокую амплитуду колебаний, при этом предпочтительно использовать частотный интервал 16-50 кГц при амплитуде ультразвуковых колебаний в интервале по существу 5-50 мкм.

Вмолекулах полуфабрикатного продукта, подвергаемых воздействию ультразвуковой энергии, такой обработкой возбуждается их нормальная колебательная мода, производящая фрикционное тепло. В результате протеин на поверхности продукта коагулирует, формируя желаемую непрерывную автономную оболочку. В отличие от каких-либо других обычных способов комбинированная обработка с применением нагретого ультразвукового излучателя может обеспечить желаемый эффект оптимальным образом без необходимости использования очень высоких ультразвуковых мощностей порядка кВ.

Для подвергаемого обработке материала, представляющего собой смесь протеина, жира, воды, солей и специй глубина проникновения ультразвуковых волн невелика, так что

103

нежелательная соответствующая обработка непосредственно в объеме материала исключается.

Результат обработки сводится к тому, что в течение протекания через трубу, подвергаемую ультразвуковым колебаниям и действующую в качестве ультразвукового излучателя, на поверхности колбасной эмульсии инициируется денатурация протеина, при этом, кроме самонагрева, имеющего место в ходе данной операции, однородность формирования стабилизирующей автономной оболочки улучшается благодаря применению колбасной эмульсии, по существу не содержащей воздушных включений, и нагреванию ультразвуковых излучателей выше температуры, до которой они нагреваются в процессе излучения.

На входе ультразвукового излучателя к поверхности колбасной эмульсии посредством, например, кольцевого сопла можно подать жидкость для придания вкусовых качеств или окраски. Ультразвук вызывает тонкое и равномерное распределение жидкости на коагулирующем краевом слое. С помощью таких средств можно обойтись без последующей обработки, предназначенной для придания вкусовых качеств (например, путем копчения) или окрашивания, или оптимизировать воздействие такой обработки.

Однако возможна также ситуация, при которой поток колбасной эмульсии, отверждаемый таким образом, охлаждают и упаковывают на выходе ультразвуковых излучателей или, кроме того, подвергают дальнейшему воздействию или обработке, например, коптильной жидкостью, аналогичными вкусовыми веществами или средствами отделки внешней поверхности.

В одном из вариантов осуществления изобретения колбасную эмульсию можно также набивать в съемные формы, которые подвергают воздействию механических колебаний с помощью спаренных ультразвуковых излучателей.

104

После поверхностной обработки, завершенной указанным выше образом, может быть проведена, как указывалось, дальнейшая обработка. В этом случае становится возможным хранение полуфабрикатных продуктов в течение определенного времени в замороженном состоянии или проведение конечной тепловой обработки и/или обработки высоким давлением сразу после ультразвуковой обработки. В противоположность известному способу при этом понижается неизбежная потеря протеина, жира, вкусовых веществ и т.п., а качество продукта повышается. В то же время в непрерывном производстве можно добиться сокращения длительности цикла, так что в технологическом аспекте достигается также и понижение стоимости. В описанном способе исключается риск вторичного загрязнения, вызванный необходимостью упаковочной манипуляции после пастеризации. За счет применения упомянутых профилированных ультразвуковых излучателей становится возможным получение продуктов с любой возможной конфигурацией или формой. В случае, когда эмульсии для полуфабриката братвурста (сардельки из свинины и телятины) придают, например, форму круга или спирали, эта форма сохраняется и индивидуальные слои эмульсии не слипаются друг с другом.

В результате обработки поверхности полуфабрикатной колбасной эмульсии можно обойтись без необходимой в других отношениях кишечной оболочки, стабилизирующей форму, что улучшает технологичность процесса при сохранении также возможности последующей окончательной обработки.

Использование УЗ для ускорения переноса веществ из окружающей среды в материалы особенно заманчиво в тех случаях, когда переносимые вещества нерастворимы, поскольку УЗ способствует их тонкому диспергированию. Од-

105

нако зачастую применение УЗ для подобных целей наталкивается на непреодолимые трудности, так как обработке подвергаются материалы с плохой звукопроницаемостью, такие, как, например, животные ткани.

При озвучивании мяса в рассоле большая часть энергии УЗ преобразуется в тепловую в поверхностном слое мяса, температура которого повышается на 20°С и более. Таким образом, по существу, ускоряется лишь одна фаза диффузионного обмена - перенос соли из рассола во внешний слой, причем частично - за счет повышения температуры.

Иначе обстоит дело с использованием УЗ для ускорения экстракции из тонкоизмельченных материалов. В этом случае ускоряющее влияние УЗ распространяется практически на весь объем частиц материала, из которого производится экстракция.

Как показали исследования, промышленное значение может иметь использование УЗ, получаемого при помощи гидродинамического генератора для приготовления водно-жировых эмульсий любых концентраций и различной консистенции.

Получение суспензий (система жидкость - твердое тело) требует больших затрат энергии, чем эмульгирование жидкостей.

С помощью ультразвука удается получать эмульсии с размером частиц 1 мкм. Максимальная дисперсность системы получается при обработке ультразвуком в диапазоне частот 96 - 1600 кГц частиц, размеры которых не превышают 1 мкм. С увеличением исходного размера частиц оптимум частот ультразвука понижается.

При воздействии ультразвука на гетерогенные системы, как уже указывалось ранее, протекают два противоположных процесса: диспергирование и коагуляция. Окончательный результат зависит как от параметров ультразвукового поля, так

106

иот физико-химических характеристик обрабатываемого продукта.

Характер эмульгирования зависит от температуры продукта. При гомогенизации молока на гидродинамическом вибраторе больше всего жировых шариков образовывалось при температуре обработки 55-70°С.

Встатье представлены практические и научные аспекты использования ультразвука и пищевой кислоты как интенсифицирующих факторов в изготовлении полуфабрикатов из мяса говядины на основе технологий sous-vide, cook and chill, применяемые с целью разрушения соединительной ткани мяса говядины и увеличения сроков годности. Микробиологическая безопасность достигается путем пастеризации в вакууме, что позволяет увеличить сроки хранения, сохранена пищевая

ибиологическая ценность продукта. Установлено, что обработка мяса говядины в вакууме при низкой температуре приводит к увеличению степени мягкости, а применение ультразвука позволяет снизить затраты времени при использовании названных технологий.

Вмясоперерабатывающей промышленности предлагаются решения, связанные с использованием низкосортного сырья, одним из которых является поднятие кондиционности сырья и более полного его использования. Современные решения этого вопроса предполагают, в основном, применение добавок, направленных на улучшение качества сырья, имеющих химическую основу (фосфаты, натриевые соли карбоновых

кислот), что не отвечает потребительским предпочте-

ниям [46].

В Уральском государственном экономическом университете на кафедре технологии питания проведены исследования по совершенствованию технологии изготовления полуфабрикатов из мяса говядины, позволяющей добиться сокращения

107

содержания соединительной ткани, повышения мягкости говядины, с использованием ультразвука и рН среды как интенсифицирующих факторов. Изготовление полуфабрикатов осуществляется при температурах, позволяющих сохранить пищевую ценность, витамины, обеспечить микробиологическую безопасность и увеличить сроки годности.

Установлено положительное влияние технологии sousvide в сочетании с ультразвуком на органолептические показатели качества мясных полуфабрикатов с повышенным содержанием коллагена.

Экспериментально установлено, что ультразвук оказывает специфическое действие на макромолекулы тропоколлагена в сравнении с протеолитическими ферментами. В то время как последние вызывают деполимеризацию протофибрилл до отдельных мономеров посредством процесса гидролитического расщепления и в дальнейшем скручиваются в новую структуру, ультразвук при продолжительном воздействии вызывает разрыв полипептидных связей, нарушая целостность спиральной конфигурации, подобно специфическому ферменту коллагеназе.

По итогам проведенных исследований можно сделать выводы:

обработка мяса говядины в вакууме по технологии sous-vide приводит к увеличению степени мягкости;

по степени воздействия использованных способов обработки мясных полуфабрикатов видна прослеживаемость увеличения деструктивной силы, где наименьшее значение имеет продолжительность прогрева по технологии sous-vide , далее сочетание sous-vide с кислотой, затем сочетание sousvide с ультразвуком и максимальное у суммарного воздействия sous-vide , кислота, ультразвук;

108

использование максимальных значений продолжительности в sous-vide , а в ультразвуке максимальных значений мощности и продолжительности приводит к разрушению продукта, трансформации органолептических показателей к неестественным для данного продукта;

применение для обработки мяса технологии sousvide в сочетании с кислотой или ультразвуком усиливает деструкцию коллагена, увеличивая мягкость мяса [24]. Параметры продолжительности обработки, мощности воздействия ультразвука должны ограничиваться в соответствии с массой полуфабриката и вида отруба части туши;

значения рН-среды как нейтральные свидетельствуют об отсутствии активной микрофлоры в образцах, а также о разрушительном воздействии примененных способов на кислоту;

связывание части жидкости при деструкции коллагена в глютин наглядно представлено при обработке соединительной ткани мяса говядины по технологии sous-vide.

3.2.7 Озонирование мяса

Исследованиями по использованию озона при хранении мяса в холодильной камере специалисты начали вплотную заниматься с начала 30-х годов XX века. По данным Каеса, оптимальная концентрация О3 для хранения охлажденного мяса равна 10 мг/м³. Кэффорд отмечает, что эффект от действия озона (С=10 мг/м³) достигается тогда, когда применение его начинается в период лаг-фазы развития бактерий и когда поверхность мяса имеет корочку подсыхания. По результатам Эльфорда и Ван ден Энде благоприятной концентрацией О3, применяемой при созревании мяса, является 0,02...0,2 мг/м³, Евелл указывает на то, что охлажденное мясо хорошо сохраняется при С=4...6 мг/м³ и t=3 ч/сут. По данным Хайнеса, озон

109

(С= 20 мг/м³) не предотвращает ослизнения мяса. Тухшнайд применял озон на ленинградских холодильниках в холодильных камерах хранения яиц, мяса, используя концентрацию

3...6 мг/м3.

Перед закладкой свежей говядины на длительное хранение в холодильные камеры ее подвергают специальному процессу старения, заключающемуся в том, что при 293оК мясо выдерживают в течение 42...44 часов и относительной влажности воздуха около 85%. При этих условиях происходит созревание говядины в результате действия присутствующих в мясе энзимов, которые размягчают ткань и мышцы. После такой обработки говядину выдерживают при 277°К в течение трех недель. В этот период происходит активная деятельность бактерий и спор, вызывающих гниение продукта. Опыты показали, что для их уничтожения достаточна концентрация озона примерно 0,8 мг/м³ при относительной влажности не выше 60…90%. Приведенные данные литературного обзора носят противоречивый характер в отношении эффективности и целесообразности применения озона при хранении мясопродуктов в холодильной камере. Однако ряд исследователей считают, что для подавления микроорганизмов, вызывающих порчу мяса, необходимы высокие концентрации озона С=3,88 г/м³; при этом после 20-минутной экспозиции при объемном расходе озоно-воздушной среды 3,42·10-5 м³/с и температуре 310, 293 и 283оК микробиальная обсемененность снижается соответственно на 90,5%, 90,5% и 86%. Данные по количественному составу остаточной микрофлоры после 5-ми- нутной обработки озоно-воздушной средой объемным расходом 5,29·105 м³/с и концентрацией озона 2,48 г/м³ представлены в таблице 3.

110