"О необходимости научных исследований физических свойств колбас для усовершенствования производства"
Материал прочитан 1776 раз и оценен
0
О.В. Евграфов
В 2003 году вышел новый ГОСТ, регламентирующий производство вареных колбас и сосисок. ГОСТ 23670-79 от 1979 года ушел в историю, вместе с ним ушли традиционные методы производства этой продукции.
Цель данной статьи – акцентировать внимание технологов на некоторых особенностях современного технологического процесса, которые вызваны существенными изменениями в рецептурах и новыми упаковочными материалами. Эти изменения требуют все более дифференцированного подхода к каждому конкретному продукту. Приходят времена, когда стандартизация технологии не должна означать унификации, а должна разрабатываться на каждом предприятии индивидуально на базе новых знаний о колбасном производстве. Другой вопрос, что сейчас база знаний не совсем полная, и ее необходимо дополнить серьезными научными исследованиями. Об этом и пойдет речь.
В основной массе на российских мясокомбинатах остались неизменными две составляющие производственного цикла – оборудование и термообработка. Оборудование включает в себя фаршеподготовительные механизмы, набивочные машины и термические камеры. Если оценивать с точки зрения технического прогресса этапные изменения от конной тяги до автомобильного двигателя, за последнее время, кроме более полной автоматизации, никаких революционных изменений в куттерах, в шприцах и в термокамерах не произошло. То же самое можно сказать и про цикл термообработки. Чтобы получить на выходе колбасу, фарш в оболочке по-прежнему надо обжарить и сварить. Для придания желаемых характеристик конечному продукту можно варьировать длительность и интенсивность этих процессов, отказываться от осадки или от копчения, даже от душирования. Но в совокупности параметров термическая обработка не менялась с середины прошлого века.
А что же изменилось? Изменились состав фарша и упаковочные материалы, которые этим фаршем наполняют.
Если построить хронологический порядок изменений с причинно-следственными связями, то картина последних 10-15 лет получится следующая:
* Внедрение в производство барьерных полиамидных оболочек. Первые оболочки были однослойными нетермоусадочными, что привело к широкому применению фосфатосодержащих добавок для связывания и удерживания свободной влаги в фарше. Большое внимание уделялось подготовке сырья, в том числе предварительному посолу мясной массы и времени выдержки в нем, так как именно на этой стадии автолитические процессы в присутствии поваренной соли протекают с максимальным технологическим эффектом, обеспечивая высокую водосвязывающую способность белков, а также формирование цвета и органолептических показателей.
* Появление термоусадочных однослойных и многослойных барьерных оболочек. В общем случае – исключение циклов подсушки и копчения при термообработке колбас.
* Повсеместное применение вкусо-ароматических добавок, имитирующих копчение. Одновременно – расцвет массового применения соевых белков, как для замены мясосодержащего сырья и связывания воды, так и с целью повышения общей пищевой ценности продукта (компенсация недостатка полноценного белка).
* Начало снижения себестоимости продукции и ее отпускной цены в торговой сети.
Растительные белки становятся неотъемлемой частью почти каждой рецептуры, появляются гелеобразующие препараты, каррагинаны, животные белки различного происхождения для приготовления эмульсий. Гонка за удешевлением колбас приводит к тому, что в рецептуре начинают появляться все новые и новые заменители мяса и функциональные добавки, вплоть до манной крупы и крахмалосодержащих веществ. Плюс к этому - недостаток сырьевых ресурсов, внедрение блочного сырья в состав рецептур,- и, как результат, рост доли немясных функциональных компонентов в составе колбасных изделий.
Попытки сохранить влагу в фарше в процессе термической обработки начинают затрагивать и группу копченых колбас. Появляются рецептуры, в которых исключается сам процесс копчения, его заменяют все те же смеси специй, ароматизаторы и красители. В других случаях стадия копчения сокращается до 15-20 минут. Кроме того, приобретает популярность замена основного сырья соевыми гранулами, с целью придания монолитности срезу и удешевления колбасы в целом. В некоторых случаях подобные замены окрашенными в цвет мяса соевыми гранулами достигают до 25-30%.
При этом мало кто учитывает, что колбаса с подобным составом является сложной комбинированной системой с определенными физическими и химическими свойствами и имеет свои особенности поведения в термодинамической среде при тепловой обработке. Биологические свойства сырья, которое используется в фарше, все теснее сплетаются с физическими свойствами, поскольку все традиционные методы приготовления колбас были рассчитаны на хорошо изученные свойства животных тканей и не учитывали поведения заменителей основного сырья в составе продукта.
Возьмем для примера колбасу 50 лет назад, как она вела себя в процессе производства в самом простом схематичном виде. Колбаса представляла собой мясной фарш, состоящий из фрагментов мышечной, соединительной и жировой тканей и воды, который упаковывался в кишечное сырье. То есть это была система, представляющая собой эмульсию, состоящая из белков мышечной и соединительной тканей с жиром и водой. Все белки имеют свойства коагулировать при тепловом воздействии в широком диапазоне температур.
Самые прочные из них, коллаген и эластин, входящие в состав соединительной ткани, свариваются при более высоких температурах, чем белки мышечной ткани. Так, при 65-75 ºС происходит сваривание коллагена, а при нагревании его во влажной среде свыше 80 ºС - тепловая денатурация и разрушение. В процессе коагуляции белки сжимаются, прочно «склеиваясь» друг с другом, образуют монолитную структуру, при этом соединительнотканные белки теряют эластичность. Это часть физических процессов, которые происходят с ними в термодинамической системе во время производственного цикла тепловой обработки.
Мышечная и соединительная ткани, которые содержатся в фарше, ведут себя примерно так же, как и натуральная оболочка, в которую сформован этот фарш. На первой стадии происходит тепловое расширение, как с любым физическим объектом под воздействием нагревания. При достижении температуры коагуляции, белок начинает сжиматься и соответственно стремится занять меньший объем.
При этом термоусадка оболочки идет синхронно со сжиманием животных белков в фарше. Однако если будут нарушены технологические правила, и нормативные температуры превысят безопасный порог, произойдет разрушение белка. В случае с фаршем, теряются связи внутри белков, они становятся хрупкими, но из-за присутствия свободной влаги и других веществ внешние признаки денатурации не сильно заметны. Зато кишечная оболочка при тех же условиях стремительно теряет свои прочностные характеристики и не способна удерживать наполнитель под воздействием агрессивной тепловой и газовой обработки. В данном случае под "газовой" подразумеваются водяной пар и коптильный дым в термокамере.
Если же технические условия в процессе производства были соблюдены, на выходе мы получали классическую колбасу с поверхностным коагуляционным слоем, который принято называть "корочкой обжарки", в оболочке, интенсивно окрашенной коптильным дымом, что также является внешним признаком коагуляции коллагена.
Вернемся в наше время. Любой, кто читает данную статью, скажет, что сейчас разнообразие выбора наполнителя и оболочки для него делает невозможным поиск универсальных решений на все случаи жизни. Как говорится "белый верх - черный низ, черный верх – белый низ, и все то же самое, но с перламутровыми пуговицами". Выбор огромен. Остались и классические колбасы высших сортов в натуральной оболочке, и, ставшие классическими, копченые колбасы в белковых оболочках. Есть качественные продукты высшего сорта в полиамидной оболочке, и есть дешевые изделия с максимальным сроком хранения.
Благодаря производителям полиамидных оболочек, давшим толчок для развития целой отрасли функциональных добавок, среднестатистический производитель колбас хорошо представляет себе, как делать колбасу в полиамиде. "Обучение" технологов происходило с середины 1990-х годов и до последнего времени. Изначально учились уменьшать закладку воды, применять фосфатосодержащие добавки, избавляться от бульонно-жировых отеков и морщин, потом учились добавлять воду все больше и больше и связывать ее карагинанами и подобными веществами. В настоящее время существует разнообразное количество однослойных и многослойных оболочек с разной степенью термической усадки, и не меньшее количество добавок, позволяющих имитировать любой вкус, консервировать продукт без автоклавов и снижать содержание дорогого мяса в колбасе.
На самом деле процесс внедрения полиамидных оболочек был долгим и непростым, как для технологов, так и для производителей этих оболочек. Приходилось ломать традиционные устои, менять косность мышления работников самой консервативной отрасли в пищевой промышленности. Зато сейчас, пройдя этот тернистый путь, многие технологи считают, что они умеют гибко перестраивать производственный процесс под новые веяния и, уж коли, научились делать "вегетарианскую" колбасу в полиамиде, то ничем новым и более сложным их не напугать. Пугаться, конечно, не надо, но, на самом деле, с момента широкомасштабного внедрения полиамидных оболочек произошло немало событий, которые требуют такого же нетрадиционного подхода к решению технологических проблем. Если высказаться кратко – колбаса стала другой, и она требует сильно дифференцированного подхода к производству каждого отдельного типа.
Приведем еще один простой пример. Возьмем еще один схематичный рецепт стандартной колбасы, выпускаемой в последние годы. Пусть она будет, как сейчас принято выражаться, продуктом эконом-класса. Такой продукт состоит из низкосортного мясного сырья, большого количества растительных белков, как то: соя или крахмал, и, если не упоминать воду, то остаются добавки, связывающие ее и придающие колбасе вкус.
Такой продукт может быть наполнен в любую оболочку, не важно полиамидную, белковую или целлюлозную. Большинство оболочек, которые используются в современном производстве, обладают свойствами термоусадки. Хотя эти свойства обусловлены разными причинами и имеют разные физические параметры, тем не менее, в своем поведении в термодинамической системе они приводят к похожим физическим явлениям. В полиамидные оболочки свойства усадки закладывают специально, для повышения потребительских характеристик этих изделий. Белковые оболочки, как уже описывалось в первой части статьи, обладают свойствами усадки при нагревании в силу органических свойств коллагена. Целлюлозные и фиброузные оболочки также являются термоусадочными, хотя и в меньшей степени, чем упомянутые выше.
Полиамидные оболочки стараются делать с параметрами термоусадки 10-16%, причем температура начальной точки усадки все время поднимается изготовителем с целью улучшения свойств оболочки. На раннем этапе развития полиамидных оболочек это были значения температур 35-50 ºС, сейчас их удалось поднять до 60-65 ºС.
Белковые оболочки имеют способность к усадке порядка 10-12% при температуре 65-72ºС, фиброузные могут усаживаться на 6-8%, и целлюлозные - еще немного меньше.
Можно сказать, что все популярные оболочки на данном этапе имеют схожие физические характеристики.
На этих параметрах не зря заострено столько внимания, и ниже будут даны соответствующие объяснения.
Итак, наша колбаса набита в термоусадочную оболочку. Как поведет она себя в термичке в качестве термодинамической системы? Есть уже известные параметры поведения животного белка. При нагревании от 6 до 60ºС он будет расширяться, при дальнейшем повышении температуры основная масса белка вступит в стадию коагуляции и начнет сжиматься. Примерно при том же пороговом значении будет сжиматься и оболочка. Остальные же составляющие поведут себя по другому. Растительный белок имеет иные пороговые значения. Например, точка заваривания крахмала 80ºС, до достижения этой температуры крахмал активно набухает и расширяется, у соевых белков температура начала коагуляции также близка к этому значению.
Сравнив эти данные, мы видим, что вся колбаса, как система, расширяется и поступательно увеличивается в объеме до температуры примерно 60ºС, далее она распадается на отдельные компоненты системы, и часть вещества в колбасе начинает сжиматься, а другая продолжает увеличиваться в объеме. Наиболее значимыми компонентами, которые будут влиять на поведение всей системы и которые имеют наибольшие интервалы изменения своего физического состояния, - это оболочка с большой величиной усадки 8-16% и растительный белок со способностью к расширению на 20-25%. Оболочка сжимает наполнитель со значительным усилием в коротком диапазоне температур, при этом большая часть наполнителя увеличивает свой объем в том же диапазоне температур.
В системе возникает избыточное внутреннее давление. Последствия этого могут быть самыми разными: оболочка не выдержит и лопнет, или же наполнитель приварится к внутренней поверхности оболочки и при разрезании батона останется на оболочке. В дальнейшем, при охлаждении колбасы после варки, многое зависит от компонентов фарша и от типа оболочки. Любой эластичный материал имеет порог расширения-растягивания. Более того, любая оболочка имеет неравномерную толщину. Белковые, например, имеют разброс +/-15-20 микрон, а полиамидные +/-5 микрон. Если превысить этот порог, то термоусадочная оболочка потеряет свои усадочные свойства, точнее она будет растянута неравномерно и более тонкие ее части будут растянуты больше, чем другие. Возникнет эффект пузыря на воздушном шарике, который не будет заметен глазу, но скажется позже.
Тут возникнет вопрос: кто сильнее – кит или слон? Если оболочка сможет противостоять давлению, с которым растительный белок будет ее распирать, то конечный продукт спасен, если же фарш окажется "сильнее", то, потеряв свою способность к усадке, оболочка сморщится после охлаждения под душем.
Все эти явления очень неприятные, и технолог обязан учитывать их при производстве подобных видов колбас. Подбирать более эластичную или менее термоусадочную оболочку, пробовать "легкосъемные" типы, искать баланс в режимах термообработки и т.д.
Обобщая все выше сказанное, следует подчеркнуть, что невозможно составить некие универсальные режимы для термокамер, подготовить универсальные рекомендации для оболочек, дать универсальные советы по применению белковых и функциональных добавок. Колбаса из куриного фарша с добавлением крахмала ведет себя совершенно по-другому, чем колбаса из мясного сырья с добавлением сои.
Данный пример должен был подчеркнуть основной тезис статьи о том, что в изменившихся условиях производства, технологи часто работают с новыми рецептурами "методом тыка", подбирая добавки, оболочку, режимы термообработки. Знаний о том, как ведет себя та или иная система, состоящая из оболочки и эмульсии в тех или иных условиях, не вполне достаточно. Доступных вариантов подготовки сырья, программ для термической обработки, выбора оболочек и добавок – всего этого много, но комбинации всех вариантов могут запутать любого специалиста, так как нет систематизации изменений и новшеств в современной технологии колбасного производства.
Скажем, грамотный практик-исследователь способен решить частную проблему, возникшую на N-ском комбинате многими способами, начав с этапа измельчения сырья, варьируя процент и состав добавок, подобрав оболочку, изменяя режимы "термички", даже изменив параметры набивки оболочки и настроив набивочное оборудование. Такие специалисты есть, значит, на практическом уровне скоплены знания о решении тех или иных проблем, однако теоретического освоения этих знаний нет.
Нашему отраслевому институту необходимо всерьез заняться изучением как теплофизических процессов, происходящих при приготовлении колбас разного состава, так и методов приготовления с учетом этих процессов. Это нужно для того, чтобы составить обновленную базу знаний, которую технологи на различных предприятиях могли бы использовать, для того чтобы в своих конкретных условиях разработать или подкорректировать технологию приготовления определенного продукта. Помимо колбас, изготовленных по ГОСТу, которые все еще возможно приводить к единому стандарту на сильно различающихся между собой мясокомбинатах, существует огромная масса продуктов, производящихся на основании вновь разработанных ТУ, и считать, что такие продукты могут вести себя одинаково на абсолютно любом предприятии, было бы ошибкой.
Назрела необходимость внимательно изучить, как же ведет себя колбаса при разных рецептурах и в разных упаковочных материалах. Огромное разнообразие ТУ, добавок, оболочек требует научных и лабораторных исследований с тем, чтобы составить более дифференцированную документацию по разным видам колбас, особенно в зависимости от их сортности и состава.
Здесь необходимо коснуться организационно-регламентирующей стороны вопроса и апеллировать к мнению технологов и руководителей производств. Вполне возможно, что должна измениться сама система регламента. ГОСТ и общероссийские ТУ не могут предусмотреть слишком большие различия между малыми и большими производствами, между разным сырьем, происходящим из совершенно разных уголков мира, между местными конкретными условиями производства и имеющимся оборудованием. Технологические инструкции, которые являются неотъемлемыми частями ГОСТа и ТУ, не способны помочь в решении проблем на конкретном мясокомбинате, и даже наоборот способствуют возникновению новых. Если эти инструкции повсеместно нарушаются в силу невозможности соблюдения всех режимов, то они должны перестать регламентировать условия производства. Должны быть сняты все ограничения по температурным режимам производства, по длительности циклов и по многим другим параметрам, характеризующим физические процессы на всех стадиях изготовления колбас.
Если Министерство и отраслевые институты не несут ответственности за то, какой продукт выпускает то или иное предприятие, а вся мера ответственности лежит на самом предприятии, значит, технологическая служба комбината или завода должна иметь возможность сама составлять технический регламент и технологические инструкции для своего предприятия в рамках ГОСТа или ТУ. Общероссийские стандарты должны обязать производителя выпускать продукцию, которая соответствует нормам санитарной и биологической безопасности, которая имеет регламентированную и контролируемую пищевую ценность, но не ограничивать его техническими режимами производства.
Вместе с тем научные организации должны помочь производителям рекомендациями и теоретическими основами нового производства, а административные и государственные органы должны профинансировать необходимые исследования и помочь внедрению новых знаний в нашу промышленность. Здесь мы говорим о биофизических и физико-химических аспектах технологии, а есть еще новейшие экономические исследования и знания, которые нужны производству. И для науки и для государства открыты огромные возможности, как помочь развитию отечественного производителя своим мощным научным и административным потенциалом.
В свою очередь мясоперерабатывающим комбинатам, производителям добавок и упаковочных материалов, крупным торговым структурам, связанным с мясной индустрией, не следует ждать "у моря погоды". Если организовать небольшие, но регулярные финансовые отчисления в специальный фонд научных разработок, скажем, в рамках Мясного Союза, и доверить авторитетной комиссии распределять средства из такого фонда на наиболее значимые и востребованные научные исследования, можно, независимо от государственного финансирования, в ближайшем будущем получить весомый результат.
Возвращаясь к более обыденным и конкретным вещам, хочется закончить на оптимистической ноте. Возможно, в результате будущих исследований появятся не только новые программы для термообработки, разные варианты подготовки эмульсии, отличные от традиционных, или новые неожиданные рекомендации по применению комплексных добавок и новых видов оболочек, но и новые технические приспособления и новое революционное оборудование, которые помогут технологам направить изменяемые физические процессы на благо их производства.
Научный прогресс, несомненно, способен подтолкнуть отрасль к дальнейшему развитию, тем более что экономика уже внесла существенные коррективы в старые традиции производства.
Полиоксиэтилен 40 стеарат Эмульгатор. Разрешен для применения в качестве пищевой добавки или для производства продуктов питания на территории Российско...
Жирные кислоты Стабилизаторы пены, глазирователи, пеногасители. Разрешены для применения в качестве пищевой добавки или для производства про...
Камедь гхатти Загуститель, стабилизатор, желирующий агент. Запрещена для применения в качестве пищевой добавки или для производства продуктов пи...
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.
В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.
Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты.
Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».
Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.
Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.
Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.
Амитекс Сонет