Способ отверждения поверхности сырой фаршевой эмульсии для колбасных изделий посредством ультразвуковой обработки
Изобретение относится к производству колбасных изделий без оболочки. Способ предусматривает существенную дегазацию полуфабрикатного продукта, осуществление прямого контакта продукта с поверхностью одного или нескольких ультразвуковых излучателей для получения равномерно денатурированного слоя и формирование тонкой, герметичной, стабилизирующей форму автономной коагулированной оболочки на поверхности продукта. Изобретение обеспечивает необходимые условия, предотвращающие прилипание продукта нежелательным образом к средствам обработки. 6 з.п. ф-лы.
Область техники
Изобретение относится к способу отверждения поверхности полуфабрикатной колбасной эмульсии (фаршевой эмульсии для колбасных изделий) ультразвуковой обработкой.
Уровень техники
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.
В патенте 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.
В немецкой 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 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.
Сущность изобретения
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.
Решение указанной задачи достигается использованием способа, определенного в первом пункте формулы изобретения. При этом зависимые пункты формулы представляют по меньшей мере целесообразные варианты осуществления и усовершенствования основного способа.
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.
В контексте 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.
В молекулах 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 киловатт.
Для подвергаемого обработке материала, представляющего собой смесь протеина, жира, воды, солей и специй глубина проникновения ультразвуковых волн невелика, так что 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.
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.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Более детально изобретение описывается со ссылкой на приводимый далее пример.
Сосисочную эмульсию удалили из резальной машины при температуре, близкой к 8°С, и для дальнейшей дегазации пропустили через набивочную мясорубку. Затем подаваемый поток массива эмульсии пропустили через спаренные трубчатые полые ультразвуковые излучатели, непосредственно присоединенные к набивочному рожку транспортной системы. Посредством регулирования подаваемого потока в полой трубке ультразвукового излучателя можно установить давление, показывающее, что по мере его увеличения перенос ультразвуковой энергии к полуфабрикатному продукту увеличивается.
Нагрев одного из полых ультразвуковых излучателей улучшает гомогенность формирования автономной оболочки на поверхности выходящего массива эмульсии. При этом для подаваемого потока целесообразно установить значение приблизительно 110 л/ч. Имеющая место денатурация проникала в колбасную эмульсию на величину приблизительно 1 мм от поверхности.
Затем поток колбасной эмульсии разделяли поперек, при этом отрезанные секции переносили на перфорированный лист. Нежелательной адгезии разделенного потока колбасной эмульсии к пластиковым или металлическим поверхностям не наблюдалось. Расположенные рядом друг с другом колбасы при отсутствии последующей адгезии поместили в пластиковые мешочки под пониженным давлением и нагрели до 78°С.
Кроме того, было успешно продемонстрировано, что возможна обработка отвержденной поверхности колбасной эмульсии струями коптильной жидкости и можно получить побурение (коричневый цвет).
В одном из вариантов выполнения полых ультразвуковых излучателей наружный объем был окружен нагреваемым матом. При этом была зарегистрирована температура поверхности в области приблизительно 140°С. Равномерное формирование автономной оболочки происходило даже при низкой ультразвуковой мощности, близкой к 200 Вт. При скорости подачи приблизительно 100 л/ч, входная энергия, требуемая для формирования автономной оболочки, составляет, по существу, 7 кДж/кг ультразвуковой энергии и 9 кДж/кг тепловой энергии.
Вопреки ожиданиям выключение ультразвука во время процесса набивки с одновременным интенсивным нагревом ультразвуковых излучателей для некоторых составов колбасной эмульсии не привело, как это ожидалось, к немедленной адгезии протеина к внутренней поверхности указанных излучателей.
Из этого неожиданного открытия можно заключить, что во время процесса нагрева ультразвуковое воздействие в первую очередь предотвращает преждевременную неизбежную адгезию к горячей внутренней поверхности ультразвукового излучателя. Из указанных данных можно заключить, что ультразвук, особенно во время первичной фазы, служит для уменьшения фрикционного сопротивления на внутренней поверхности нагретых ультразвуковых излучателей, а в стационарном процессе адгезию уменьшают или полностью предотвращают поступающие жиры и жидкости. Если происходят прерывания производственного процесса, поток материала можно повторно активировать включением ультразвука.
Уменьшение фрикционного сопротивления минимизирующими адгезию микроструктурами на внутренней поверхности ультразвукового излучателя может в дальнейшем свести к минимуму применение ультразвука, говоря более точно как в аспекте времени, так и в аспекте энергии. Однако необходимо подчеркнуть, что, поскольку тенденция колбасной эмульсии проявлять адгезию к нагретой указанной поверхности зависит от состава, применение ультразвука представляется необходимым.
Формула изобретения
1. Способ отверждения поверхности полуфабрикатного продукта, представляющего собой сырую фаршевую эмульсию для колбасных изделий или полуфабрикатных колбас, ультразвуковой обработкой, включающий в себя следующие стадии, осуществляемые в ходе непрерывного процесса: существенную дегазацию полуфабрикатного продукта; осуществление прямого контакта полуфабрикатного продукта с поверхностью одного или нескольких ультразвуковых излучателей, при этом по меньшей мере один из ультразвуковых излучателей нагревают до температуры выше температуры, до которой они нагреваются в процессе излучения, и являющейся достаточной для получения равномерно денатурированного слоя, имеющего толщину, обеспечивающую стабилизацию формы полуфабрикатного продукта; формирование тонкой, герметичной, стабилизирующей форму, автономной коагулированной оболочки на поверхности полуфабрикатного продукта посредством по меньшей мере временного воздействия ультразвуковой энергии в течение периода времени, достаточного для формирования указанной оболочки, в низкочастотном интервале, но с высокой колебательной амплитудой, и перемещение полуфабрикатного продукта для дальнейшей обработки или упаковки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полуфабрикатный продукт пропускают через трубчатые полые ультразвуковые излучатели под давлением.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют профилированные ультразвуковые излучатели.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что полуфабрикатный продукт подвергают синхронной обработке коптильной жидкостью или другими вкусовыми веществами или средствами отделки внешней поверхности.
5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что полуфабрикатный продукт подвергают последующей обработке коптильной жидкостью или другими вкусовыми веществами или средствами отделки внешней поверхности.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед ультразвуковой обработкой полуфабрикатный продукт подвергают дегазации путем откачки воздуха.
7. Способ по любому из пп.2-6, отличающийся тем, что поверхность ультразвукового излучателя, находящаяся в контакте с полуфабрикатным продуктом, имеет микроструктуру или структурированное покрытие, минимизирующее адгезию.
