Что понимают под понятием мясная эмульсия

Физико-химическая сущность процесса приготовления ГОМОГЕННЫХ мясных эмульсий

ПРИГОТОВЛЕНИЕ МЯСНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

По окончании выдержки в посоле (либо в парном или мороженом виде) мясо поступает на вторичное из­мельчение и приготовление мясных эмульсий, состав которых определен рецептурой изделия.

Как уже отмечалось ранее, степень стабильности получаемых мясных эмульсий зависит от:

— вида, соотношения и ФТС применяемого основно­го сырья;

— последовательности внесения ингредиентов рецеп­туры в куттер;

— степени гомогенизации мяса;

— температуры сырья и эмульсии, продолжительно­сти периода гомогенизации;

— вида используемого оборудования.

Процесс приготовления мясных эмульсий представ­ляет собой механическое измельчение сырья (гомогенизацию), сопровождающееся формированием ста­бильной водо-белковой эмульсии с определенными ре­ологическими (липкость, пластичность), технологиче­скими (водосвязывающая способность) и органолептическими (однородность, нежность) показателями.

Процесс протекает в три фазы.

На первой фазе (в течение первых 2-3 минут) пре­обладает механическое разрушение клеточной струк­туры тканей, мышечные волокна разрушаются, их со­держимое вытекает. Идет экстракция белков в водную фазу (вода мяса + добавляемая вода), причем эффек­тивность процесса увеличивается в присутствии пова­ренной соли.

На второй фазе увеличивается гидратация и растворимость миофибриллярных и саркоплазматических мышечных белков, они начинают интен­сивно набухать, связывать добавляемую воду; идет вторичное структурообразование бел­ков между собой и образование матрицы эмульсии. Увеличивается величина водосвязывающей способно­сти системы. При этом для формирования структуры эмульсии и поглощения ею воды решающее значение имеет степень перехода миофибриллярных белков в растворенное состояние, чему способствует присутст­вие поваренной соли и высокая гомогенизация сырья. При недостаточном измельчении белки полностью не выходят из клеточной структуры и не участвуют в свя­зывании воды и образовании пространственного кар­каса, что может привести к расслоению фарша.

Факторы, влияющие на степень экстракции солерастворимых белков:

Ø степень измельчения мышечных волокон;

Ø концентрация поваренной соли;

Ø количество воды;

Ø температура;

Ø продолжительность процесса;

Ø рН среды.

На третьей фазе при продолжающемся измельчении сырья происходит частичное диспергирование жира с образованием мелкодисперсных жиро­вых шариков, которые соединяются с белковым карка­сом. Образуется эмульсия.

Специфику диспергирования жировой ткани следует рассмотреть особо. При интенсивном измельчении жи­ровая ткань в основном диспергирует в виде твердых частиц размером 20-75 мкм, состоящих преимущест­венно из неповрежденных жировых клеток. Одновре­менно частично разрушается структура жировой тка­ни, в результате чего жировая капля вытекает из по­врежденных клеток. По мере разрушения клеток и по­вышения температуры высвобождается и диспергируется все большее количество жира, который необходимо связать и стабилизировать (чтобы предупредить разру­шение эмульсии и его последующее выделение из про­дукта).

Частичному плавлению жира при куттеровании спо­собствует также локальный перегрев сырья в зоне ре­зания. Размер эмульгированных частиц жира составляет от 10 до 0,1 мкм и характерен для коллоидных систем.

При измельчении размороженного жирового разруше­ние жировых клеток начинается значительно раньше, чем охлажденного, поэтому продолжительность обра­ботки мороженого сырья можно несколько сократить.

Основная масса жира находится в фарше в виде грубой дисперсной фазы, и лишь небольшая часть ее может эмульгироваться в жидком виде. Увеличение доли эмульгированного жидкого жира в эмульсии мо­жет способствовать ухудшению консистенции готового продукта.

При 12-18°С жир не может плавиться, и следова­тельно, образоваться эмульсия, поэтому происходит дисперсия маленьких частиц твердого жира в жидком фарше.

Факторы, влияющие на степень дисперсности жира:

Ø вид жира, его состав;

Ø температура плавления;

Ø наличие естественных и искусственных эмульгаторов;

Ø температура среды;

Ø характер измельчения;

Ø степень разрушения жировых клеток.

Таким образом, количество жира и воды, а также степень измельчения сырья определяют необходимое количество растворимого белка для образования ста­бильной мясной эмульсии. Общая продолжительность измельчения должна быть достаточной, чтобы образо­вать белковую матрицу, окружающую диспергирован­ные жировые частицы.

Для предотвращения перегрева мясных эмульсий необходимо контролировать продолжительность куттерования (не более 8-11 минут), температуру (должна быть в диапазоне от 10 до 18°С), качество заточки ре­жущего органа. Снижение температуры производят введением в эмульсию холодной воды, льда или снега.

Однако, чрезмерное понижение температуры приво­дит к уменьшению степени диспергируемости жира, что отрицательно влияет на способность жира участво­вать в образовании эмульсии, замедляет развитие про­цесса цветообразования.

Источник

Специфика приготовления мясных эмульсий из ГРУБОИЗМЕЛЬЧЕННОГО сырья

К мясопродуктам, изготавливаемым из грубоиз­мельченного сырья, можно отнести полукопченые и ва­рено-копченые колбасы, ветчину в оболочке, рубленые полуфабрикаты и изделия подобного типа.

Несмотря на внешние различия в органолептических показателях и условиях технологической обработки (степень измельчения, условия термообработки и т.п.), общим для этой группы мясопродуктов являет­ся принцип получения мясных эмульсий.

Особенности состава и состояния эмульсий из грубоизмельченого сырья:

Ø частично либо полностью сохранена клеточная структура мяса;

Ø малая степень диспергирования жира;

Ø ограниченное содержание жира и воды в системе.

Характерной внешней особенностью эмульсий этого типа является наличие у них визуально наблюдаемых на разрезе структурных элементов мяса, а также выра­женная в той или иной степени рыхлость, обеспечива­ющая формирование требуемых органолептических показателей, необходимую скорость сушки и развитие ферментативных процессов.

Рассмотрим специфику процесса приготовления мясных эмульсий из грубоизмельченного сырья на при­мере анализа операций традиционной технологии про­изводства п/к, в/к, с/к колбас.

Основным сырьем, входящим в состав рецептур колбас, является, как правило, говяди­на, баранина и свинина, свиной шпик и свиная грудин­ка, преимущественно в охлажденном состоянии, хоро­шо созревшие, имеющие высокую водосвязывающую способность и выраженные вкусо-ароматические ха­рактеристики.

По окончании посола сырье (шрот и кусковое) подвергают вторичному измельчению на волчке (диаметр решетки 2-3 мм) и направляют на приготовление мяс­ной эмульсии в мешалке, причем компоненты рецеп­туры закладывают в смеситель и обрабатывают в опре­деленной последовательности: вначале перемешивают нежирную говядину, баранину или свинину, добавляя пряности, чеснок и нитрит натрия (если он не был добавлен при посоле). Затем небольшими пор­циями вносят измельченную на кусочки полужирную свинину и перемешивают еще, после чего добавляют измельченные грудинку, шпик, постепенно рассыпая их по поверхности фарша, и об­рабатывают в мешалке. При ис­пользовании несоленых грудинки, жира-сырца или шпика добавляют соль из расчета 3% к массе несоле­ного сырья. Перемешивание проводят до получения однородной эмульсии, равномерного распределения в нем кусочков грудинки, жира-сырца и полужирной свинины, выраженного нарастания липкости. Общая продолжительность перемешивания составляет ми­нут. Температура фарша не должна превышать 12°С.

Рассмотрим значение основных операций и техноло­гических параметров и их влияние на сформирование мясных эмульсий и качество готовой продукции (рис).

В этом плане приоритетная роль принадлежит про­цессам измельчения и перемешивания.

В волчке мясо подвергается резанию, смятию и раз­рыву, причем, чем меньше диаметр отверстий решетки, тем сильнее разрушается и нагревается сырье вследст­вие трения.

В результате измельчения на волчке часть мышечных волокон разрушается, часть теряет целостность и появляется возможность для вы­хода миофибриллярных и саркоплазматических белков на поверхность. Однако, этот процесс при данной сте­пени измельчения протекает весьма медленно, о чем свидетельствует динамика изменения вязкости мясной системы.

Введение значительных количеств поваренной соли (3-3,5%) в измельченное сырье обеспечивает повыше­ние осмотического давления вследствие чего мышеч­ные белки более интенсивно начинают выходить из клеточных структур, кроме того, одновременно повы­шается их растворимость. Перемешивание измельчен­ного мяса с посолочными веществами ускоряет эти процессы.

В ходе последующей выдержки измельченного сырья в посоле происходит дальнейшее развитие рассмотренных процессов до достижения максимума и об­разование непрерывной фазы будущей мясной эмуль­сии белок-вода.

Микроструктурный анализ показывает, что сырой фарш колбас грубого измельчения состоит из крайне неоднородных по составу, размерам и форме частиц. Прерывная (дисперсная) твердая фаза представлена гидратированными белковыми мицеллами, жировыми частицами, инкапсулированными структуроообразной белковой оболочкой, фрагментами разрушенных мышечных во­локон, жировых клеток, обрывками и кусочками сое­динительной ткани и т.д.

Непрерывная (дисперсионная) жидкая фаза представляет собой вод­ный раствор белковых и низкомолекулярных органиче­ских и неорганических веществ.

Непосредственно после измельчения на волчке час­тицы прерывной и непрерывной фазы связаны между собой весьма слабо. Однако, по мере выхода миофибриллярных и саркоплазматических белков в воду, со­держащуюся в мясе, увеличения их концентрации и уровня растворимости, в непрерывной жидкой фазе постепенно начинает формироваться пространствен­ный каркас-матрица с твердообразными свойствами. В связи с относительно невысоким содержанием воды в измельченном мясном сырье создаются благоприятные условия для контактирования и взаимодействия частиц дисперсной фазы.

Частицы прерывной фазы в процессе выдержки в посоле образуют между собой молекулярные связи че­рез прослойку непрерывной фазы белок-вода, при этом одновременно диспергированный жир достаточно прочно взаимодействует с гидрофобными группами белков. Прочность связей белок-жир выше, чем у час­тиц прерывной фазы между собой.

В целом, образую­щиеся в подобных мясных эмульсиях связи весьма не­прочны, они легко разрываются (например, при пере­мешивании и шприцевании) и структурная основа эмульсии будет разрушаться. Однако, вследствие на­личия на поверхности частиц избытка поверхностной энергии, после снятия внешних воздействий (в процес­се осадки) связи относительно легко восстанавливают­ся во времени, самопроизвольно восстанавливается и структура мясной системы.

Так как получаемые мясные эмульсии весьма ла­бильны по свойствам, стабилизацию их состояния осу­ществляют путем термообработки. Нагрев сопровож­дается денатурацией растворимых белковых веществ, потерей ими растворимости, увеличением степени гидрофобности; происходит агрегирование частиц за счет межмолекулярных сил и коагуляция белка.

Жир под воздействием высокой температуры пла­вится, диспергируется и присоединяется к гидрофоб­ным группировкам белка.

В результате таких взаимодействий частицы мясной эмульсии связываются в сплошную структуру и обра­зуют с дисперсионной средой (водой) единый конгло­мерат с хорошо выраженными твердообразными свой­ствами и пронизанный густой сетью микро- и макрока­пилляров, что в итоге обеспечивает получение готовой продукции высокого качества.

Ø введением всего количества поваренной соли в не­жирное сырье, что обеспечивает интенсивную экстрак­цию солерастворимых белков мяса;

Ø низкой температурой сырья, что позволяет повы­сить функционально-технологические свойства мы­шечных белков;

Ø более высокой степенью диспергирования жира;

Ø преобладанием принципа резания над эффектом смятия и разрыва (по сравнению с измельчением сырья на волчке), что сопровождается более выражен­ным выходом белков из мышечных волокон;

Ø интенсивным перемешиванием компонентов ре­цептуры.

Завершив рассмотрение теоретических основ и практических аспектов приготовления мясных эмуль­сий, коротко остановимся на завершающих технологи­ческий процесс операциях и требованиях к их осуще­ствлению.

Источник

Современный блог для специалистов пищевой промышленности

«Мясные эмульсии» и стадии их формирования

В Украине доля эмульгированных колбас (вареные колбасы, сосиски, сардельки, паштеты, ливерные колбасы и др.) традиционно составляет около 60-65% от общего объема производимых мясопродуктов. Соответственно вопрос стабильности качества эмульгированных мясных изделий всегда актуален.

Мясная эмульсия или суспензия?

Сырые колбасные фарши представляют собой полидисперсную гетерофазную пищевую систему, к которой можно применить термин «мясная эмульсия», хотя эта система не является классической эмульсией типа «масло-в-воде». Если весь жир твердый (например, свиной), то правильнее называть её «мясной суспензией».

Напомним, эмульсия – это дисперсная система, состоящая из микроскопических капель жидкости (дисперсной фазы – например воды), распределенных в другой жидкости (дисперсионной среде – например жидком жире). Суспе́нзия, взвесь — смесь веществ, где твёрдое вещество (например жир) распределено в виде мельчайших частиц в жидком веществе во взвешенном (неосевшем) состоянии.

Отличительной особенностью процесса производства этой группы мясопродуктов является то, что в результате тщательного измельчения сырья полученный фарш приобретает уникальные свойства: активно связывает воду и жир, формирует вторичную структуру, проявляет вязко-пластические свойства и т. д.

Из чего состоит мясная эмульсия?

В мясном тонко эмульгированном фарше, дисперсной фазой является эмульгированный жир, а дисперсионной средой — коллоидный раствор саркоплазматических и миофибриллярных белков, в котором равномерно распределены набухшие частицы измельченных мышечных и соединительнотканных волокон разного размера, фрагменты миофибрилл, оболочки жировых клеток, агрегаты актомиозинового комплекса, частицы пряностей, соль, фосфаты и другие водорастворимые минеральные вещества (рис.1).

Дисперсионная среда такой эмульсии является сложнейшей коллоидной системой, которую в научной литературе еще называют «матриксом». Поэтому, фарш эмульгированных мясных продуктов — это комбинация дисперсных систем, структуру которых определяют природные эмульгаторы и гелеобразователи — мясные белки. Матрикс сырых фаршей представляет собой тиксотропный гель коагуляционной структуры, который образуется вследствие взаимодействия белков, а также диспергированных частиц мышечных и соединительнотканных волокон. После термообработки в результате денатурации и агрегации белков мяса коагуляционная структура матрикса преобразуется в конденсационно-кристаллизационную, которая удерживает частицы дисперсной фазы (жировые шарики), воду и другие элементы, входящие в состав дисперсионной среды.

Стадии формирования «мясной эмульсии»

Процесс приготовления мясных эмульсий представляет собой механическое измельчение сырья (гомогенизацию), сопровождающееся формированием стабильной водо-белковой эмульсии с определенными реологическими (липкость, пластичность), технологиче­скими (водосвязывающая способность) и органолептическими (однородность, нежность) показателями. Для формирования стабильных мясных эмульсий рекомендуется соблюдать указанную ниже классическую последовательность закладки сырья и пищевых ингредиентов.

Стадии формирования «мясной эмульсии»

Введение сразу слишком большого количества воды приводит к разбавлению концентрации поваренной соли и фосфатов, что снижает эффективность действия этих добавок на белок, вследствие разжижения фарша. Поэтому лучше всего добавлять воду порциями, которые сразу поглощаются мясом (с «активированным» солью и фосфатами белком). Введение жиросодержащего сырья именно на второй фазе обусловлено тем, что оно имеет более мягкую структуру, и требует меньшей продолжительности для диспергирования. Оптимальная температура готовой эмульсии после куттерования должна составлять 11-12 °С.

Если колбасный фарш перекуттеровать, размеры жировых частиц чрезмерно уменьшаются, и их общая площадь возрастает настолько, что имеющегося в системе белка может не хватить для эмульгирования всего жира. В результате мясная эмульсия «жир в воде» превращается в эмульсию противоположного типа «вода в жире», т. е. происходит обращение фаз: дисперсная фаза в эмульсии становится средой, а среда — фазой. Итог — водо-жировой отек. Когда температура фарша достигает примерно 10°С вводят специи и аскорбиновую кислоту и ее производные для достижения интенсивной и устойчивой окраски продукта. Температура мясной эмульсии является важнейшим показателем, определяющим продолжительность измельчения.

Стабильность мясных эмульсий

Одна из главных задач практической технологии — получение стабильных эмульсий. Неустойчивость мясной эмульсии может проявляться не только в виде флокуляции и коалесценции частиц жира, результатом которых является разделение системы на жировую фазу и матрикс, но и в виде дестабилизации собственно матрикса, приводящей к отделению воды

Основными компонентами эмульгированных мясопродуктов, обеспечивающими их структуру и устойчивость, являются белки мяса. Наиболее важными свойствами мясных белков являются эмульсионные свойства, водоудерживающая способность, растворимость в воде в присутствии поваренной соли с образованием высоковязких растворов, способность к термотропному гелеобразованию. Естественно, что в мясной системе должно быть достаточное количество мясных белков для реализации всех свойств.

При диспергировании жира в водных растворах белка образуется большая поверхность раздела фаз, на которой адсорбируется белок. Его концентрация в водной фазе (матриксе) снижается по мере роста поверхности, например, при повышении содержания жира, увеличении скорости или продолжительности куттерования.

Для мясной системы это означает, что при небольшом содержании белков и высоком содержании жира в системе белка может оказаться недостаточно для стабилизации образовавшейся поверхности. Вследствие этого частицы жира будут коалесцировать (слипаться) на стадии приготовления фарша либо при термообработке, которая ускоряет процесс коалесценции. Может наблюдаться и другая ситуация, когда для стабилизации поверхности частиц жира белка достаточно, но его концентрация в водной фазе мясной системы падает ниже уровня критической концентрации гелеобразования.

В обоих случаях возрастает риск получения неустойчивых пищевых систем, что отрицательно сказывается на свойствах фарша, а также на структурномеханических и органолептических свойствах готового продукта.

Наличие в мясных изделиях эмульсионного типа повышенных количеств коллагенсодержащего сырья приводит к снижению их устойчивости. Рациональные пределы использования данного вида сырья в рецептурах не должны превышать 5-12%, иначе при последующей термообработке колбас продукты гидролиза коллагена могут мигрировать из мясной системы, вызывая отделение инкапсулированного жира, образование желеобразного отека под оболочкой, появление резиноподобной консистенции.

Взаимосвязь между изменением температуры фарша, уровнем стабильности получаемых эмульсий и продолжительностью куттерования очевидна: чем больше период измельчения, тем выше степень дисперсности и температура. Результативность процесса приготовления мясных эмульсий, качество и выход готовой продукции связаны с типом используемого оборудования, конструкцией режущего инструмента, скоростью резания, сте­пенью измельчения сырья. Колбасные изделия, выработанные на вакуумном куттере, имеют более яркую и устойчивую окраску, что объясняется резким снижением окислительного действия кислорода воздуха на процесс цветообразования.

Заканчивая рассмотрение адаптированных к технологии колбасного производства основ процесса эмульгирования, следует подчеркнуть, что эффективность коллоидно-химических явлений в реальных условиях будет зависеть от множества дополнительных технико-технологических факторов, и в первую очередь от качества (состава, состояния, свойств) основного мясного сырья, от соотношения «жир: белок» и «жир: белок: вода» в системе. Различия в эмульсионной способности тех или иных видов мясного сырья главным образом обусловлены различиями в содержании как общего белка, так и доли в его составе солерастворимых миофибриллярных белков.

Поскольку в производственных условиях, как правило, отсутствует возможность аналитического определения содержания солерастворимых белков, то при выборе вида и соотношений основного сырья в составе рецептур эмульгированных мясопродуктов в первую очередь следует учитывать общий химический состав получаемой системы, т. е. количественное содержание белка, воды и жира, так как именно от их соотношения зависит устойчивость получаемых эмульсий.

Источник: Журнал «Мясной бизнес» №8/2020. Автор: «Алма-Веко, Фуд«.