Термическая обработка

Термическая обработка — одна из заключитель­ных операций технологического процесса произ­водства цельномышечных мясопродуктов, причем о зависимости от вида изделии применяют различные способы теплового воздействия, их сочетания и модификации. При этом, как следует из обобщен­ных данных, базовыми операциями являются обжарка /подсушка, копче­ние/, запекание, парка, сушка, охлаждение.

Но основная цель, главная стратегия этих операций:

— доведение продукта до состояния кулинарной готовности;

— формирование органолептических показате­лей (внешний вид, цвет, запах, вкус, консистенция, монолитность);

— обеспечение санитарно-гигиенической безопасности продукта;

— повышение стабильности готовых изделий при хранении.

При этом две последние позиции взаимосвяза­ны с проблемой консервирования, которая реали­зуется в современных технологиях за счет приме­нения:

— посола сырья;

— горячего и холодного копчения;

— одно- или двукратной варки;

— частичного обезвоживания или сушки;

— интенсивного охлаждения и хранения при низких положительных температурах.

Обжарка

Обжарка применяется, как правило, при изготов­лении реструктурированных изделий в оболочке ветчинного типа и по режимам практически не отличает­ся от используемых в колбасном производстве:

— I фаза — подсушка оболочки при 50-60 "С,j= 10-20% и n = 2м/с;

— II фаза — собственно обжарка дымовыми газами при 90-110 ⁰С, j= 52 + 5% и n= 2м/с.

В результате обжарки (после достижения в центре продукта температуры 40-45 °С):

— имеет место прогрев сырья, сопровождающийся частичным развитием денатурационно-коагуляционных процессов мышечных белков;

—вследствие термотропного структурирования мясная система упрочняется, фиксируется форма ба­тонов;

—при использовании белковых и натуральных (кишечных) оболочек происходит их высушивание, увеличивается прочность, появляется приятный золо­тисто-красный цвет;

—инициируется распад нитрита натрия, активизи­руется реакция цветообразования;

—продукт приобретает характерный запах и при­вкус копчения;

—происходит частичное испарение слабосвязанной влаги через белковые оболочки, что приводит к потерям массы;

—под воздействием высоких температур и коп­тильных веществ в периферийных слоях продукции происходит гибель вегетативных форм микроорга­низмов. При этом следует иметь в виду, что в издели­ях (особенно большого диаметра) температура может какое-то время находиться на уровне (25-35°С) опти­мального развития микроорганизмов и деятельности
ферментов. Это обстоятельство, а также задержка партии более чем на 30 минут между этапом обжарки и варки может привести к активизации роста микро­организмов, закисанию, ухудшению окраски (серые пятна на разрезе) готовой продукции.

Следует отметить, что в большинстве современ­ных технологий предусмотрена выработка ветчин­ных изделий в оболочках с ограниченной паро-, газо-, водопроницаемостью (типа полиамид), в свя­зи с чем применение обжарки потеряло актуаль­ность. Имитация эффекта копчения производится за счет введения в сырье при посоле коптильных ароматизаторов.

Копчение

Копчение применяют при изготовлении копчено-вареных, копчено-запеченных и сырокопченых цельномышечных мясопродуктов, в основном имеющих открытую поверхность. Многокомпонентность коп­тильного дыма предопределяет возможности получе­ния разнообразных последствий от применения про­цесса копчения,

Конкретизируя известные данные, следует отме­тить, что, с технологической точки зрения, влияние коптильных веществ и собственно процесса копчения на качество мясопродуктов проявляется в нескольких направлениях:

—изделия приобретают специфический, прият­ный вкус и запах, темно-красный (с широким спект­ром оттенков) цвет, глянцевую привлекательную по­верхность;

—подсушенная поверхность создает защитный слой, препятствующий чрезмерному испарению влаги и возможному развитию плесеней;

—проникновение в продукт некоторых фракций дыма и особенно фенольной и органических кислот, обладающих высоким бактерицидным и бактериостатическим действием, подавляет развитие гнилостной микрофлоры, повышает устойчивость изделий при хранении, т.е. копчение является одним из способов
консервирования, особенно в сочетании с посолом и сушкой. Бактерицидное действие дыма проявляется, прежде всего, на поверхности продукта;

—одна из фракций дыма — фенолы — хорошо по­глощается жировой тканью и, имея высокие анти­окислительные свойства, препятствует порче жира и шпика. Кроме того, фенолы обладают дубящим дейст­вием, в результате чего поверхностные слои подверга­ются усадке, упрочняются, снижается их паро-, газо­проницаемость и доступность к проникновению извне микроорганизмов;

—процесс копчения сопровождается одновремен­но тепло-, массопереносом и влагообменом, в резуль­тате чего из продукта испарятся часть влага, изделие обезвоживается, и это, в свою очередь, задерживает развитие микрофлоры и придает изделию характер­ные органолептические показатели.

В технологических схемах производства копчению как правило, предшествует операция посола, и это имеет важное значение: в мышечную ткань несоленого сырья коптильные вещества проникают чрезвычайно медленно; изменения структуры мяса в процессе посо­ла (особенно в условиях интенсивных механических способов обработки) значительно увеличивают про­ницаемость сырья для коптильных веществ.

В зависимости от вида вырабатываемых цельно-мышечных изделий применяют высокотемпературное (80-100 °С), горячее (30-50 ⁰С) и холодное (18-22 °С) копчение. Продолжительность горячего копчения, ха­рактерного для копчено-вареных и копчено-запечен­ных изделий, составляет при 80-100 ⁰С от 1 до 18 час, при 30-50 °С от 2 до 12 час. Длительность процесса хо­лодного копчения — от 12 до 72 час.

Применение различных температур копчения обусловлено тем, что каждый диапазон предопределя­ет специфику в развитии биохимических изменений, меняет их направленность и тем самым дает возмож­ность получать различный технологический резуль­тат, органолептические показатели и стойкость к хра­нению у готовой продукции.

Таким образом, при пониженных температурах копчения выше вероятность преимущественного раз­вития микробов-антагонистов гнилостных бактерий, в связи с чем при одинаковой степени прокопченности изделия холодного копчения более устойчивы к микробиальной порче. Одновременно увеличение степени стабильности сырокопченных изделий в процессе хра­нения обусловлено низкими значениями А_w и рН.

Перед загрузкой продукции температуру в каме­рах рекомендуют установить на уровень на 10-12⁰С превышающий температуру копчения, причем снача­ла продукт подсушивают от 30 до 60 мин, а затем под­вергают собственно копчению.

После завершения копчения копчено-вареные мя­сопродукты направляют на варку, копчено-запече­нные — на запекание, сырокопченые ~ на сушку.

Запекание

Запекание — процесс нагрева, осуществляемый го­рячим воздухом или воздушно-дымовой смесью, при­меняют при изготовлении копчено-запеченных, запе­ченных и жареных цельномышечных изделий. Темпе­ратура запекания — 55°-150 ⁰С.

Специфические особенности процесса запекания по сравнению с варкой заключаются в том, что:

— при запекании обезвоживается наружный слой вследствие испарения воды, возникновения термовлагопроводности, температура внешнего слоя повышается, и в нем начинают протекать процессы пирогенетического распада составных частей мяса, в результате которых образуются химические вещества, частью летучие, обладающие специфическим приятным ароматом и вкусом. Процесс разложения с образованием веществ, вызывающих ощущение аромата и вкуса, начинается при 105 ⁰С и усиливается с повышением температуры;

—запеченные изделия имеют более высокие выхода, что обусловлено образованием на поверхности продукта уплотненного слоя, препятствующего впоследствии испарению влаги и выделению бульона и жира;

—происходящее при сухом высокотемпературном нагреве парообразование внутри изделий создает избыточные напряжения, расширяющие продукт, вследствие чего повышается его нежность, сочность, улучшается внешний вид, вкус и запах;

— пастеризующий эффект нагрева является более выраженным, что способствует удлинению периода хранения готовой продукции.

В принципе процесс копчения-запекания можно применять для всех видов цельномышечных мясопродуктов, имеющих стадию варки, используя двухфазный режим работы обычных обжарочных камер.

Например, при копчении-запекании окороков в первой фазе изделия прогревают до 40-50 ⁰С в толще и подкапчивают. При этом температура в камере поддерживается на уровне 95-100 ⁰С, продолжительность 2-3 ч. Во второй фазе температуру поддерживают в диапазоне 75-80 ^-С, доводя ее в толще продукта до 68 ⁰С. Продолжительность копчения-запекания зависит от массы и толщины изделия и колеблется от 6 до 12 ч. Для исключения чрезмерной усушки продукта в камеру подают пар. При копчении-запекании необходимо следить, чтобы не было оплавления жира. При начале оплавления немедленно снижают температуру, а затем постепенно повышают ее.

Запеченные и жареные изделия (буженина, карбонад, шейка, говядина и филей запеченные) подвергают термообработке в электрошкафах, электрических или газовых ротационных печах, предварительно уложив полупродукт на противень, смазанный жиром.

Продолжительность процесса запекания зависит от температуры горячего воздуха, массы продукта и составляет при температуре 120-150 ⁰С для буженины 3-5 ч, карбонада — 1,5-2 ч, шейки — 2,5-3,5 ч.

При запекании буженины и карбонада в термокамерах при температуре 85-90 "С продолжительность обработки составляет 5-7 ч. Процесс запекания мясопродуктов может быть интенсифицирован в случае применения ступенчатых режимов запекания в термокамерах с автоматическим регулированием режимов. При этом запекание производят в три стадии;

I стадия — температура греющей среды 185 ± 5 ⁰С до достижения в толще продукта температуры 10 ⁰С;

II стадия — температура греющей среды 115 ± 5 ⁰С до достижения в толще продукта температуры 60 ⁰С;

III стадия — температура греющей среды 145 ± 5 "С дс достижения и толще продукта температуры 72 °С.

При изготовлении буженины и карбонада в жареном виде жарение производят на плите при 150-170 ⁰С в течение 1 ч, после чего их помещают в духовой шкаф и продолжают жарение при 150-170 ⁰С (буженину 2,5-4 ч, карбонад 0,5 ч).

Варка

Варка — процесс нагрева цельномышечпых мясопродуктов при температурах выше 70 ⁰С с целью доведения изделий до состояния кулинарной готовности завершения формирования органолептических пока­зателен, повышения стабильности при хранении.

В связи с количественным преобладанием воды с мясопродуктах варку характеризуют как влажный нагрев при умеренных температурах. Этот процесс сопровождается развитием в сырье ряда физико-химических изменений, имеющих принципиальное значение. В первую очередь к ним относятся:

—тепловая денатурация растворимых белковых веществ;

—сваривание и дезагрегация коллагена;

—изменение состояния и свойств жиров;

—количественные изменения микрофлоры;

—изменение структурно-механических свойств;

—изменение органолептических показателей.

Денатурацпонно-коагуляционные изменения мышечных белков начинают проявляться при повышении температуры от уровня 45 ⁰С и в основном завершаются в диапазоне 66-80 °С. В результате термоденатурации изменяется степень растворимости и гидратации белков, происходит термотропное ге-леобразоваиие; необратимое сокращение мышечных волокон приводит к снижению водосвязывающей способности мяса, отделению слабосвязанной влаги, упрочнению структуры. При этом степень выраженности этих изменений зависит от уровня применяемых при варке температур греющей среды и темпа нагрева.

Мягкие режимы варки (при температурах 70-75 °С) позволяют получать продукцию более сочную, нежную, с повышенными выходами. Применение низких темпов нагрева (температурный градиент между средой и продуктом при подъеме температуры составляет всего 5-10 °С) также дает возможность уменьшить величину потери массы и улучшить качество.

В частности, при варке окороков в воде при температурах греющей среды 70, 80 и 90 ⁰С выхода готовой продукции, соответственно, составляют 86,6, 80,8 и 74,0%.

В температурном диапазоне от 58 до 65⁰С проис­ходит сваривание основного белка соединительной ткани — коллагена; при продолжительном тепловом воздействии сваренный коллаген дезагрегирует с об­разованием растворимой формы — глютина, способ­ного после охлаждения желировать, повышать водоудерживающую способность и адгезионную прочность реструктурированных мясопродуктов. Получе­ние монолитного сочного изделия характеризует определенная степень гидротермического распада коллагена: дезагрегировать должно не менее 35-40% коллагена.

Изменения липидов в процессе варки в основном связаны с развитием гидротермических и окислительных явлений, следствием которых является сокращение продолжительности потенциального периода хранения готовой продукции и ухудшение органолептических показателей. Применение антиокислителей и синергистов дает возможность существенно уменьшить влияние нагрева на состояние жиров.

В результате варки происходят изменения структурно-механических свойств и органолептических показателей цельномышечных мясопродуктов. Денатурационно-коагуляционные процессы мышечных белков, гидролиз коллагена и липидов вызывают упрочнение структуры, повышают её связность и монолитность.

Одновременно — как следствие распада белков, липидов и других высоко- и низкомолекулярных веществ — имеет место накопление вкусо-ароматических веществ, и в первую очередь таких, как глутаминовая кислота, глутаминат, инозиновая кислота, креатин, креатинин, метиональ, летучие жирные кислоты (пропионовая, масляная, муравьиная, уксусная и Др.), продукты реакции меланоидинообразования. При этом чем мягче режимы варки, тем более выражен специфический мясной аромат готовых изделий. В процессе варки завершается реакция цветообразования, и при температуре 60-70 ⁰С идет интенсивное окрашивание продукции, обусловленное переходом нитрозомиоглобина в нитрозогемохромоген. Необходимо отметить, что стабильность получаемой окраски непосредственно связана с темпом нагрева: применение высокотемпературной варки может привести к появлению серо-коричневого цвета.

Пастеризующий эффект нагрева — один из основополагающих аспектов варки. Как известно, при нагреве до 68-70 "С погибает большая часть микроорганизмов в вегетативной форме, ферменты мяса теряют свою активность. Однако некоторые термоустойчивые формы микроорганизмов не только не погибают, но даже начинают развиваться только при 38 "С и достигают оптимума развития либо при 53-55 ⁰С

Наиболее старый и простой способ варки — в воде, который применяют, как правило, для термообработки отрубов свиных, говяжьих и бараньих туш (окорок, корейка, грудинка), рулетов и изделий в пресс-формах.

Подготовленное сырье перед варкой сортируют по массе с разрывом в 1 кг, т.к. продолжительность варки зависит от размеров отрубов, затем навешивают на ра­мы, палки или загружают в корзины (формы) и полностью погружают в воду, нагретую до 95-100 ⁰С. Через 30 мин. температуру в котлах устанавливают на уровень 70-85⁰С и ведут процесс из расчета 45-55 мин. нагрева на 1 кг массы продукта. В частности, продолжительность варки окороков при температуре 70 ⁰С устанавливают из расчета 55 мин., а при 82 "С -15 мин. на 1 кг массы продукта.

При варке окороков через 30 мин. уровень воды в котлах понижают на 7-10 см, т.е. на длину голяшки или рульки. Для рулетов, корейки и грудинки после тосола или копчения продолжительность варки при температуре 75-80 °С рассчитывают, исходя из 50-55 мин. на 1 кг массы.

Варка в воде сопряжена с потерей экстрактивных веществ, белков, минеральных солей и витаминов. Одновременно происходит выплавление жира и его переход в воду, в которой производят варку. При варке теряется от 10 до 30% воды, содержащейся в исходном сырье. Все эти факторы приводят к уменьшению массы готового продукта на 20-35%.

Для уменьшения потерь полезных веществ и повышения выхода готовых изделий рекомендуется загружать продукт в воду или пароварочные камеры, в которых температура в момент загрузки находится на уровне 95-100°С. При этом в результате денатурации белков на поверхности продукта образуется уплотненный слой, который затрудняет переход в воду полезных веществ.

Некоторые отечественные и зарубежные профессионалы-колбасники добавляют в воду, где осуществляется варка, от 0,2 до 0,25% сахара, наличие которого повышает температуру кипения, снижает потери экстрактивных веществ, снижает выраженность солоноватости, существенно улучшает цвет продукции и стабилизирует её при длительном хранении.

Технически варку осуществляют в котлах, оснащенных ложным перфорированным дном, под которым располагаются паровые змеевики.

Варка паром — более современна, гигиенична и интенсивна. В пароварочных камерах подвергают термообработке практически все виды цельномышечных и реструктурированных изделий.

При этом однако следует иметь в виду, что:

—у окороков может произойти разваривание мясной части у ножки;

—рулеты необходимо варить только в специальных поддонах для сбора жира;

—оптимальный температурный диапазон нагрева изделий в пресс-формах составляет 78-90 'С;

—вид используемой оболочки (для ветчины вареной в оболочке, ветчины для завтрака и т.п.) предопределяет уровень температуры варки; для белкозиновой и кутизиновой оболочки температура недолжна превышать 76-78⁰С, для целлофановой —78-80⁰С, для синюги и фиброуса — 80-85⁰С. Продолжительность нагрева — 2,5-3,5 час. в зависимости от диаметра оболочки. Температура в центре продукта в конце парки — 71 ± 1 ⁰С.

При варке сырья в пресс-формах греющей средой является металлическая поверхность. Но и в этом случае мы имеем дело с влажным нагревом в результате выделения образующегося бульона. Варка в формах имеет ряд преимуществ: уменьшаются потери массы продук­та, допускается замена водяного обогрева паровым либо воздушным, обеспечивается более высокий санитарный уровень производства. При варке в формах благодаря меньшей потере мясного сока продукт получается сочным, монолитным и вкусным. Выделившиеся при варке бульон и жир остаются в форме, образуя при застывании желе. Выход продукции увеличивается.

Как правило, при термообработке сырья в пресс-формах применяют следующие параметры нагрева. После загрузки котлов либо пароварочных камер температуру 100°С вначале поддерживают в течение 20-30 мин, затем снижают до 75°С и оставляют без изменений до конца варки. Продолжительность варки устанавливают из расчета 50 мин на 1 кг ветчины. Затем из форм сливают бульон, продукт охлаждают в течение 1 ч и подпрессовывают крышкой до отказа, а затем окончательно охлаждают в течение 12 ч при 0-2⁰С.

Для оплавления застывшего бульона и жира на стенках охлажденные формы с ветчиной кратковременно обогревают горячей водой. Ветчину извлекают опрокидыванием форм. Затем изделие зачищают от бульона и жира, завертывают в пергаментную бумагу или целлофан и направляют в реализацию.

С целью удлинения сроков хранения готовой продукции ряд отечественных и зарубежных предприятий используют принцип пост-пастеризации, заклюающийся в том, что после охлаждения изделия вновь упаковывают в полимерные пакеты под вакуумом и подвергают кратковременному высокотемпературному нагреву.

Сушка

Сушка — завершающая операция технологическо­го процесса производства сырокопченых и сыровяленых цельномышечных мясопродуктов.

Продолжительность сушки составляет от 3 до 15 суток и зависит от вида изделий. Для филея, шейки и балыка, которые коптят и сушат в оболочке, длитель­ность процесса — 10-15 суток; для окороков, рулетов, грудинки — 3-7 суток.

Сушку осуществляют в специальных камерах, оснащенных системой кондиционирования, поддерживающей определенную температуру (12-15 "С), относительную влажность (75-82%) и скорость движения воздуха (0,05-0,1 м/с).

Цель сушки — обезвоживание изделия, что сопровождается снижением влагосодержанпя, увеличением концентрации сухих веществ (и в первую очередь, по­варенной соли и коптильных веществ), обеспечивающих консервирующее действие.

Основная сложность реализации технологии сы­рокопченых и сыровяленых изделий как раз и заключается в необходимости создания условий для селективного развития микрофлоры. В мясном сырье, поступающем на переработку, находится большое количество самых разнообразных микроорганизмов, но только лишь некоторые из них нам необходимы для технологических целей.

В условиях посола (введение хлорида натрия, нитрита), копчения (воздействие фенолов), сушки (обезвоживание, увеличение концентрации соли, снижение уровня рН) количественно-видовой состав микрофлоры существенно изменяется. В начале сушки задерживается рост грамотрицательмых бактерий на фоне нарастания количеств молочнокислых бактерий и микрококков. В конце сушки санитарно-показательная микрофлора полностью отмирает, а количество молочнокислых после достижения максимума стабилизируется и даже несколько снижается. Этому же способствует применение при посоле сахаров, при сбраживании которых образуются уксусная, молочная, муравьиная и другие кислоты, накопление которых, кроме снижения рН и подавления развития патогенных микроорганизмов, обеспечивает формирование вкусо-ароматических показателей.

В целом букет «ветчинности» обусловлен наличием карбонильных соединений (альдегиды, кетоны), серосодержащих компонентов (меркаптаны), органических кислот, спиртов, эфиров, фенолов.

Специфика механизма цветообразования в сырокопченых изделиях определяется невысокими температурами ведения процесса, постепенным снижением влагосодержания и увеличением концентрации поваренной соли. В этих условиях падает активность естественных ферментных систем, что оказывает негативное действие на реакции формирования окраски. Однако сдвиг рН в кислую сторону значительно ускоряет этот процесс.

Применительно к технологии сырокопченых цельномышечных мясопродуктов следует иметь в виду, что:

—с целью ускорения процесса обезвоживания, созревания и цветообразования в состав рассолов (или сухих посолочных веществ) можно ввести вещества-коагулянты и, в частности, ионы Са⁺⁺ в виде водных растворов хлорида кальция;

—использование при изготовлении сырокопченых (вяленых) изделий сырья, имеющего признаки DFD, замедляет процесс сушки и повышает вероятность микробиологической порчи;

—добавление в посолочную смесь 0,3% глюконо-дельта-лактона интенсифицирует развитие молочно­кислой микрофлоры, стабилизирует цвет и сокращает продолжительность сушки;

—наличие в готовых сырокопченых изделиях 4-7%(в среднем — 5%) поваренной соли обеспечивает микробиологическую стабильность продукции при хранении;

—обесцвечивание сырокопченых (вяленых) изделий (особенно в летний период) обусловлено чрезмерным накоплением перекисей, образуемых молочнокислыми бактериями. В нормальных условиях перекиси разрушаются стафилококками. В случае дисбаланса количества молочнокислой микрофлоры (более 30% от общего количества микроорганизмов) и стафилококков перекиси остаются, вызывая изменение цвета;

— при нарушении рекомендуемых параметров сушки (температура, относительная влажность и скорость движения воздуха) на поверхности изделий может образовываться чрезмерно уплотненный слой, препятствующий испарению влаги и ухудшающий внешний вид и вид на разрезе. Для устранения этого дефекта опустите изделие на 15-20 мин. в теплую воду, после чего продолжите сушку;

—при применении воздуха с повышенной относительной влажностью на поверхности изделий может появиться плесень; удаление её производят слабым раствором уксуса или питьевой соды; гарантированную защиту поверхности мясных изделий от поражения плесневыми грибами, дрожжами и гнилостной микрофлорой обеспечивают дельвоцид, сорбиновая кислота, либо фунгистатики отечественного производства (ДГК)-Е265 и (ДГК-Nа)-Е266 и зарубежного («Натомакс») производства;

—сушку следует вести, расположив изделия на рамах или вешалах таким образом, чтобы между ними оставались промежутки, достаточные для свободной циркуляции воздуха;

—наилучшим образом сушка проходит в камерных сушилках; сушилки зального типа — менее эффективны.