--PAGE_BREAK--
2.Именение структурно-механических свойств эмульсий при нагреве. Влияние варки на органолептические показатели колбас.
2.1Варка
Варка — процесс нагрева эмульгированных мясопродуктов в среде насыщенного пара, горячим воздухом или в воде с целью доведения их до состояния кулинарной готовности, завершения формирования органолептических характеристик, повышения стабильности при хранении.
В связи с тем, что количественно вода преобладает в составе эмульгированных мясопродуктов, варка классифицируется как влажный нагрев и сопровождается рядом наиболее характерных физико-химических изменений, главными из которых являются:
— тепловая денатурация растворимых белковых веществ;
— сваривание и дезагрегация коллагена;
— изменение состояния и свойств жиров;
— изменение структурно-механических свойств;
— изменение органолептических показателей.
— гибель вегетативных форм микроорганизмов. Совокупность вышеуказанных процессов предопределяет качество готовой продукции.
Коротко остановимся на рассмотрении каждого из них.
Тепловая денатурация растворимых белков, входящих в состав мышечной ткани, сопровождается изменениями размеров, формы и свойств каждой индивидуальной молекулы, модификацией характера взаимодействия их как между собой, так и с молекулами других веществ мясных эмульсий. При нагреве миозина до 45°С резко снижается его растворимость, у актина и актомиозина это происходит при температуре 50-55°С, миоглобин и гемоглобин денатурируют при 60-70°С, белки саркоплазмы — при 50-54°С. В основном процесс денатурации большей части мышечных белков завершается при температурах 68-70°С, а при 80°С мышечные белки денатурируют практически полностью. (Рис. 100).
Температура денатурации основных белков мяса
Рис. 100
В результате термоденатурации изменяется растворимость, степень гидратации и уровень эмульгирующей способности белков, их состояние, характер связей. Происходит трансформация структурной матрицы мясной эмульсии, изменяется соотношение гидрофильных и гидрофобных групп, образуется фиксированный трехмерный белковый структурированный каркас с выраженными упруго-эластичными свойствами.
Глубина развития денатурационно-коагуляционных процессов и, следовательно, уровень изменения первоначальных свойств мясных эмульсий, зависящие в первую очередь от температуры и продолжительности нагрева, оказывают существенное влияние на органолептические и технологические показатели, биологическую ценность и другие характеристики готовых изделий.
При воздействии высоких температур в течение короткого интервала времени (высокоинтенсивный нагрев) комплекс разнородных белков в мясной системе денатурирует быстро, в результате чего образующаяся белковая матрица может потерять прочность, проявлять резкую усадку, вышпрецовывать влагу. По этой причине, а также вследствие интенсивного испарения, готовое изделие будет иметь неудовлетворительные органолептические показатели, низкие сочность и выход.
Влияние скорости нагрева на состав и свойства мясных эмульсий
При медленном нагреве денатурация белковых фракций носит характер последовательного нарастания, функциональные группы белков постепенно и более активно участвуют в построении вторичного структурированного каркаса эмульсии, что сопровождается меньшей усадкой системы и минимальными потерями воды. Мягкие режимы термообработки (при температуре греющей среды 75-80°С) обеспечивают получение более высоких выходов, улучшают нежность и сочность продукции.
Однако, применение мягких режимов нагрева в производственных условиях приводит к необходимости удлинения технологического процесса.
Поэтому в зарубежной и передовой отечественной практике в колбасном производстве используют ступенчатые режимы термообработки, один из вариантов которых представляет собой:
— 1 стадия — кратковременный высокотемпературный (температура около 100°С) нагрев в течение периода, достаточного для прогрева батонов с образованием поверхностного денатурированного слоя с низкой водопроницаемостью;
— 2 стадия — нагрев при умеренных (60°С) температурах, обеспечивающий медленную коагуляцию миофибриллярных белков, перераспределение температуры по объему;
— 3 стадия — нагрев мясной эмульсии при 80°С для завершения процесса коагуляции саркоплазматических белков, белков стромы, доведения продукта до состояния кулинарной готовности, уничтожения вегетативной микрофлоры.
Ступенчатые режимы термообработки позволяют обеспечить лучшее связывание и распределение влаги по объему продукта, улучшить его качественные характеристики, сократить общую продолжительность процесса.
Применительно к варке соленых изделий из свинины ступенчатый режим нагрева заключается в медленном постепенном повышении температуры греющей среды, причем температурный градиент между средой и продуктом составляет всего 5-10°С.
Осуществление термообработки в мягких условиях снижает тепловой шок у белковых веществ, уменьшает величину потерь массы, улучшает качество продукции, — однако, требует более длительного периода нагрева.
Выбор конечной температуры нагрева эмульгированных мясных изделий (68-70°С в центре продукта) обусловлен двумя причинами:
1) необходимостью перевода большей части мышечных белков в денатурированное состояние, а также достижением требуемого уровня гидролиза (20-45%) коллагена соединительной ткани, находящегося в продукте, и таким образом доведение продукта до состояния кулинарной готовности;
2) обеспечить санитарно-гигиеническую безопасность изделия и повысить его стабильность при хранении в результате уничтожения вегетативных форм микроорганизмов.
Так как эффект теплового воздействия является величиной интегральной и зависит как от температуры, так и от продолжительности нагрева, выбор параметров процесса с гарантированным достижением состояния кулинарной готовности и снижения уровня микробиологической обсемененности, является ответственной задачей.
Существуют различные критерии оценки степени завершенности требуемых процессов (определение количественного содержания кислой фосфатазы, микроструктурные и микробиологические методы контроля). Не останавливаясь на их рассмотрении, считаем целесообразным привести рекомендуемые фирмой Альфа-Лаваль для практического использования параметры процесса варки эмульгированных мясопродуктов на заключительной стадии термообработки: после достижения в центре продукта требуемой температуры, его следует выдержать определенный период времени (при 68°С — 15 минут; при 70°С — 8 минут) для гарантированного получения необходимого эффекта.
Сваривание и дезагрегация коллагена— основного белка соединительной ткани.
При нагреве в воде до 58-62°С коллаген сваривается, что сопровождается ослаблением и разрывом водородных связей, разрыхлением структуры волокон, уменьшением их длины на 60%.
При продолжении теплового воздействия сваренный коллаген дезагрегирует с образованием — в начале -глютина и затем — желатоз. Чем выше температура, больше степень измельчения и продолжительнее нагрев, тем больше образуется низкомолекулярных продуктов дезагрегации коллагена и глубже выраженность изменений его состояния.
Полный гидролиз коллагена происходит при его нагреве в течение 3 часов при температуре 120°С.
Трансформация коллагена при тепловой обработке играет положительную роль, т.к. он становится способным после охлаждения образовывать желе — тонкий трехмерный каркас, включающий в ячейки воду с растворенными в ней низкомолекулярными веществами.
Сваренный коллаген лучше усваивается в организме, увеличивает величину водосвязывающей способности, повышает нежность и выход, играет существенную роль в структурообразовании готовых эмульгированных мясопродуктов.
Изменения жиров в процессе нагрева сопряжены с их плавлением, коалесценцией, эмульгированием и развитием гидролитических и окислительных процессов, сущность которых была нами рассмотрена в главе 1.3.
Влияние варки на микрофлору. Термообработка мясных систем должна обеспечивать отмирание либо резкое сокращение количества вегетативной микрофлоры. (Рис. 101). При нагреве до 70°С в течение 5-10 минут погибает большая часть вегетативных форм микроорганизмов. Однако, в продукте остаются термоустойчивые формы, некоторые из которых способны развиваться при температуре 80°С. Поэтому нагрев мясопродуктов до температуры 100°С не вызывает их полного уничтожения.
Рис. 101.
К воздействию высоких температур устойчивы споровые формы микробов. Таким образом в результате нагрева эмульгированных мясопродуктов до температуры 68-70°С отмирает до 99% начального количества микроорганизмов, причем оставшаяся микрофлора на 90% представлена споровыми формами. Уровень остаточной микрофлоры по окончании термообработки главным образом зависит от степени начальной микробиологической загрязненности сырья и материалов, используемых при производстве мясопродуктов. Для эмульгированных колбас микробное число не должно превышать 10 микробных клеток; наличие сальмонелл, кишечной палочки и сульфатредуцирующих клостридий не допускается.
Изменение структурно-механических свойств и технологических показателей. В результате воздействия нагрева на мясную эмульсию и развития денатура-ционнокоагуляционных процессов, в готовом продукте образуется прочный трехмерный каркас, пронизанный сетью микро- и макрокапилляров, заполненных водой, фрагментами структурных элементов мяса, продуктами гидролиза коллагена и диспергированного жира. Мясная эмульсия приобретает выраженные упруго-эластично-пластичные свойства, нежную консистенцию, сочность.
Выраженность этих свойств зависит от степени дисперсности сырья, количества и вида белка, соотношения жир: белок: вода в системе, величины рН, наличия солей, температуры и продолжительности термообработки, интенсивности нагрева.
Медленный нагрев является предпочтительным, т.к. по сравнению с интенсивной термообработкой, снижает степень усадки, повышает величину водосвязывающей способности, выход готовой продукции, его нежность. При варке мясных эмульсий, приготовленных из парного сырья, уровень потерь влаги минимален.
Изменение органолептических показателей и, в первую очередь, вкуса и запаха при нагреве связано с распадом белков и других высоко- и низкомолекулярных веществ и образованием экстрактивных веществ.
Основная роль в формировании запаха мяса принадлежит глютаминовой кислоте, глютамину, инозиновой кислоте, креатину и креатинину; из серосодержащих аминокислот образуются меркаптаны, метил-сульфид, сероводород; из метионина — метионалы; из треонина — альфа-кетомасляная кислота. Большая часть этих соединений обладает выраженным мясным запахом.
2.2Влияние варки на органолептические показатели
Специфический аромат появляется также в результате взаимодействия при нагреве свободных аминокислот с сахарами (реакция Майяра) с образованием продуктов меланоидино образования.
В состав вкусоароматических веществ вареного мяса входят также низкомолекулярные летучие жирные кислоты (муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная и др.).
Установлено, что чем мягче режимы термообработки, тем более выражен мясной аромат готовых изделий.
В процессе варки завершается реакция цветообразования: при 60°С красная окраска сохраняется внутри мяса, при 60-70°С, соответствующих температуре денатурации миоглобина, идет интенсивное окрашивание эмульсии в розовый цвет.
Механизм стабилизации окраски заключается в том, что нагрев нитрозо-пигментов NO-Mb и NO-Hb сопровождается денатурацией их белковой части — глобина и отщеплением простетической группы, содержащей окись азота:
Именно наличие в мясе гемохромогена обеспечивает устойчивую окраску готовых мясопродуктов.
Необходимо отметить, что, чем выше темп нагрева, тем менее стабильна окраска мясопродуктов. Превышение регламентируемого при варке уровня конечной температуры в центре продукта до 75-80°С приводит к изменению цвета мяса и появлению серо-коричневого оттенка.
Рис. 102
Изменение пищевой и биологической ценности мясных эмульсий при варке обусловлено рядом как позитивных, так и негативных аспектов. (Рис. 102).
После термообработки белки мяса становятся более доступными действию пищеварительных ферментов и, следовательно, повышается уровень их переваримости и усвояемости.
Одновременно, нагрев вызывает инактивацию и разрушение витаминов, особенно водорастворимых (на 10-60%); отмечены потери ряда аминокислот (триптофан, метионин, треонин, гистидин).
Наличие продуктов реакции Майяра — меланоидинов — с одной стороны улучшает вкусоароматические характеристики мясных изделий, с другой — может провоцировать канцерогенность. Кроме того продукты реакции Майяра — трудноусвояемы в организме.
Методы и режимы варки
Для варки колбасных изделий греющей средой может служить горячая вода, острый пар или паровоздушная смесь.
Варка в воде имеет некоторые преимущества: меньшая потеря массы продукта, более яркая окраска поверхности изделий, менее выраженная деформация (морщинистость) оболочки, лучшая сохранность и внешний вид оболочки (особенно натуральной). Однако данный способ весьма трудоемкий и применяется в основном на предприятиях малой мощности.
Крупнотоннажные производства применяют для варки острый пар и паровоздушные среды. В этом случае необходимо строго контролировать температуру, относительную влажность и скорость циркуляции среды в зависимости от технологических требований, предъявляемых к тому или иному виду мясопродуктов. Успешное ведение процесса варки зависит от соблюдения следующих рекомендаций:
— температура греющей среды перед загрузкой камеры должна составлять около 100°С; во время варки ее поддерживают на уровне 70-75°С и к концу процесса повышают до 80-85°С. Снижение температуры варки не обеспечивает достижения состояния кулинарной готовности; превышение регламентируемой температуры может привести к неравномерному объемному расширению фарша и оболочки в результате чего лопнет оболочка; а также к снижению выхода.
В случае отсутствия средств автоматизированного контроля за уровнем температуры в камере, постоянном перегреве колбас (перевар), либо при работе с мясным сырьем с низкими функционально-технологическими свойствами можно рекомендовать использование изолированных соевых белков, которые в силу термоустойчивости обеспечат повышение стабильности эмульсий и значительно уменьшат вероятность разрыва оболочки и снижения выходов;
— при контроле за уровнем относительной влажности греющей среды, необходимо следить за тем, чтобы температура поверхности батонов оставалась ниже значений, соответствующих точке росы, в противном случае резко возрастет интенсивность испарения влаги и, следовательно, снизится выход готовой продукции;
— для гарантированного доведения продукта до состояния кулинарной готовности после достижения температуры в центре 68 либо 70°С следует экспонировать изделие перед выгрузкой в течение, соответственно, 15 или 8 минут при соответствующей температуре;
Рис. 103
— продолжительность варки зависит от состава и теплопроводности мясной эмульсии, диаметра батонов, вида оболочки, температуры эмульсии после обжарки, и вида греющей среды (Рис. 103).
Параметры процесса термической обработки сосисок на линии «Миттельхойзер-Вальтер»
Рис. 104
Продолжительность процесса при варке колбас в воде можно рассчитать, исходя из того, что на прогрев 1 мм диаметра требуется 1 минута 15 секунд;
— при проведении варки не допускайте соприкосновения батонов во избежание замедления процесса и образования обесцвеченных участков («слипов»);
— мясные эмульсии, нашприцованные во влагонепроницаемые оболочки, можно варить при более низких температурах греющей среды (70-7б°С); Наиболее эффективно проводить термообработку в комбинированных камерах типа Atmos (Turbo-Jet) и термоагрегатах проходного типа (Рис. 104), оснащенных программным управлением. Применительно к производству сосисок без оболочек технологический процесс несколько модифицируется. Подготовленную мясную эмульсию нагнетают под давлением 6-8х105 Па в специальные фторопластовые гильзы и нагревают в водяной ванне, горячим воздухом либо с помощью ТВЧ или СВЧ электромагнитного поля до 55°С для образования скоагулированного поверхностного слоя. Затем сосиску извлекают из гильзы, помещают индивидуально в ячейки конвейера, на котором они последовательно проходят стадии обжарки, варки и охлаждения в соответствующих секциях термоагрегата. На заключительном этапе с температурой 12-20°С сосиски поступают на групповую (по 6-12 штук) вакуумную упаковку и маркировку
3.Эффективность упаковки. Факторы, определяющие выбор упаковочного материала.
3.1 Требования к упаковке товаров широкого потребления
Упаковка товаров для народного потребления должна отвечать ряду технических, экономических и эстетических требований. Они аналогичны общим требованиям к упаковке и классифицируются в соответствии с ними.
Технические требования предусматривают, что материал, используемый для производства упаковки, ее конструкция должна отвечать свойствам помещенных в нее товаров. Она должна быть прочной и обеспечивать сохранность товаров при перевозке и хранении.
Упаковка должна быть недорогой в изготовлении, портативной и удобной для транспортирования, как с товаром, так и в пустом виде. Она должна обладать низким коэффициентом собственной массы (отношение массы к объему).
Упаковка должна иметь привлекательный внешний вид, а ее форма, цветовое решение, тексты и рисунки на ней должны служить воспитанию эстетических вкусов у покупателей.
К упаковке предъявляют следующие основополагающие требования: безопасность, экологические свойства, надежность, совместимость, взаимозаменяемость, экономическая эффективность.
Безопасность упаковки означает, что содержащиеся в ней вредные для организма вещества не могут перейти в товар, непосредственно соприкасающийся с упаковкой. Это не значит, что в упаковке полностью отсутствуют вредные вещества. Такие вещества содержат многие виды упаковки Например, в металлической таре имеются железо, олово или алюминий; в бумаге — свинец; в полимерных материалах — мономеры.
В этих случаях безопасность упаковки обеспечивается путем нанесения на нее защитных покрытий (пищевой лак, полуда для металлической тары) или ограничением сроков хранения изделий (полиэтиленовая или полихлорвиниловая упаковки).
Для красочного оформления, которое наносят на упаковку, должны применяться красители, разрешенные для этих целей органами Минздравсоцразвития России.
Наиболее безопасна стеклянная и тканевая тара, наименее — металлическая и полимерная.
Экологические свойства упаковки — способность ее при использовании и утилизации не наносить существенного вреда окружающей среде.
Абсолютно безопасных для окружающей среды видов упаковки нет, так как при утилизации разных видов упаковки в окружающую среду выделяются разнообразные вещества, отличающиеся различной степенью воздействия на нее.
При уничтожении термическим путем деревянной, бумажной, тканевой и полимерной упаковки в окружающую среду выделяется, прежде всего, углекислый газ. Накопление его в атмосфере Земли в повышенном количестве вызывает изменения климата вследствие парникового эффекта, что может привести к негативным последствиям.
Из указанных выше видов упаковки самыми низкими экологическими свойствами отличается полимерная тара, при сгорании которой в окружающую среду выделяются такие вредные вещества, как диоксиды, стирол, хлор и др.
Стеклянную и металлическую тару собирают, рассортировывают и направляют на специализированные предприятия, где утилизируют путем переплавки.
Если упаковка не отправлена на специализированные предприятия, а просто выброшена, то она долгие годы может загрязнять окружающую среду (почву, воду). Многие виды упаковки (полимерная, стеклянная) практически не разрушаются самопроизвольно, другие виды (металлическая) разрушаются в течение нескольких лет (до 10-20 лет). Наиболее быстро разрушается бумажная и тканевая упаковка.
Экологические свойства упаковки повышаются, если она используется многократно (возвратная тара) или подвергается вторичной переработке (например, бумагу и древесину перерабатывают в картон).
Надежность упаковки — способность сохранять механические свойства и/или герметичность в течение длительного времени.
Благодаря этому свойству упаковка обеспечивает надлежащую сохраняемость товаров, причем способность разных видов упаковок сохранять упакованные товары неодинакова.
Кроме того, упаковка многократного использования сама должна обладать хорошей сохраняемостью, как с товаром, так и без него. Срок сохраняемости одноразовой упаковки может не превышать значительно сроки годности товаров.
Совместимость упаковки — способность не изменять потребительские свойства упакованных товаров.
Для этого упаковка должна быть чистой, сухой, без признаков плесени и посторонних запахов. Она не должна поглощать отдельные компоненты товара (вода, жиры и т. п.).
Запрещается применять упаковку, несовместимую с товаром. Например, нельзя использовать оберточную бумагу и полиэтиленовую пленку для жиросодержащих продуктов, так как жир впитывается в упаковку. Деревянные ящики для пищевых продуктов нельзя изготавливать из древесины хвойных пород, так как продукты приобретут несвойственный им хвойный запах.
Взаимозаменяемость — способность упаковок одного вида заменить упаковки другого вида при использовании по одному
функциональному назначению. Например, герметичные металлические банки могут быть заменены стеклянными банками с металлическими крышками, ящики — контейнерами или картонными коробками.
Эстетические свойства также очень важны для упаковки и в первую очередь для потребительской тары. Эстетичность упаковки достигается путем применения привлекательных материалов (фольга, целлофан, полиэтилен и т. п.), а также красочного оформления (цветовая гамма и рисунки).
Указанные требования предопределяют выбор упаковки в зависимости от ее назначения. Наиболее важными критериями выбора служат безопасность, надежность и совместимость, а также экономическая эффективность упаковки и сроки хранения упакованных товаров.
Экономическая эффективность упаковки определяется ее стоимостью, а также ценой эксплуатации и ценой утилизации.
Стоимость упаковки зависит от применяемых материалов, а также технологичности производства. Например, бумага дешевле стекла и металла, зато последние легко подвергаются плавлению, формовке или штамповке.
Одноразовая упаковка дешевле, но требуется больше затрат на ее утилизацию. Многооборотная тара отличается пониженными затратами, если она используется более 3-5 раз, не требуя ремонта.
Экономическая эффективность упаковок разных видов неодинакова и неразрывно связана с особенностями товаров, которые в нее должны быть упакованы. Невозможно выделить один вид упаковки, отличающийся высокой эффективностью для разных товаров.
Требования к упаковке будут расти в связи с динамичным изменением ситуации на рынке, выпуском новых видов тары, необходимостью легкой и быстрой идентификации товаров и другими факторами. продолжение
--PAGE_BREAK--