Механическая тендеризация мяса

Механическая тендеризация мяса заключается в накалывании или отбивании сырья, содержащего повышенные количества соединительной ткани либо грубых мышечных волокон, на различного рода устройствах: валиках с насечкой или с клиновидными зубьями, пластинах с рифленой поверхностью или оснащенных иглами.

В результате механической тендеризации происходит частичное разрушение соединительно-тканных структур; разволокнение и разрыхление элементов мяса, вследствие чего улучшается консистенция сырья, повышается сочность, увеличивается проницаемость для посолочных веществ и степень доступности структур ферментам.

Основными недостатками ножевой тендеризации является ограниченность толщины используемого сырья, а также то, что размягчение мяса происходит не по всему объему куска, а только в местах уколов. В связи с этим обстоятельством ножевую тендеризацию, как правило, применяют в сочетании с последующим массированием.

Наиболее часто механическую (и, в частности, игольную и ножевую) тендеризацию проводят при подготовке говядины, в последующем используемой для изготовления реструктурированных мясопродуктов. В этом случае считают наиболее целесообразным проведение двухстадийной механической обработки, предусматривая на первой стадии - ножевую или игольную тендеризацию при частоте 15 уколов на 1 см² (при давлении 3-4* 10⁵ Па, относительной деформации образца при сжатии - 0,5, диаметре игл - 2 мм и высоте игл - 2 см), и на II стадии - тумблирование, т.е. более мягкую механическую обработку в присутствии рассола (15% к массе сырья).

Совокупность данных приемов, использованная при обработке трехглавой лопаточной мышцы (говядина) и пашины, позволяет почти в 1,4 раза ускорить процесс посола и значительно увеличивает водосвязывающую способность и липкость, улучшает консистенцию и выход.

Причем, в предварительно тендеризованное сырьё нет необходимости шприцевать рассол, его можно просто (как вариант) добавлять во время последующего тумблирования или массирования в рабочую емкость аппарата.

По данным ВНИИМП, общая продолжительность двухстадийной механической обработки составляет 3,5-4,0 час и обеспечивает эффект, аналогичный получаемому при непрерывном тумблировании говядины в течение 6,5-7,0 час.

Технически механическую тендеризацию осуществляют в основном на установках вальцевого типа.

Имеются также полуавтоматические и автоматические устройства с применением принципа прокалывания мяса. Известны тендеризаторы (Bladetender, фирма "Metalquimia" - Испания) универсального действия, обеспечивающие при числе ударов в минуту 18-45 получение на сырье надрезов в виде линии или звезды размером 3-8-12 мм. Своеобразными тендеризаторами, основанными на улучшении структуры мяса методом прокалывания, являются всевозможные многоигольчатые шприцы.

Для осуществления тендеризации мясного сырья, имеющего жировой слой и шкурку, применяют вальцевые устройства, один из режущих роликов на которых заменён на тупой.

Весьма эффективным является применение механической тендеризации сырья в сочетании с тумблированием и массированием, ферментной обработкой и выдержкой на созревании.

Тумблирование

Тумблирование рассматривают как вид механической обработки, основанной на принципе использования энергии падения кусков мяса с некоторой высоты, их удара друг о друга ("самоотбивание") и о выступы внутри аппарата. В результате соударений сырье подвергается механическим деформациям; возникающий эффект "сжатие-расширение", сопровождающийся образованием градиента давлений, способствует интенсивному фильтрационному переносу рассола из зоны начального накопления (после шприцевания) или с поверхности кусков (при заливке рассола в тумблер) по системе пор и капилляров внутрь мяса.

То есть при механической обработке шприцованной рассолом мышечной ткани перераспределение его происходит по законам нестандартной фильтрации, что значительно ускоряет этот процесс. Степень выраженности этих изменений зависит от продолжительности тумблирования. На первых стадиях механических воздействий на мышечную ткань основными изменениями ее структуры являются набухание, увеличение количества поперечно-щелевидных нарушений, разрушение мембранных структур, разрыхление и набухание миофибриллярных белков, нарушение связей между актином и миозином. Нежность и влагосвязывающая способность мясных изделий на этой стадии повышается незначительно, и стадия характеризуется как поверхностная тендеризация. При увеличении продолжительности механической обработки мышечные волокна набухают по всей толщине куска с образованием мелкозернистой белковой массы в области поперечно-щелевидных нарушений структуры мышечных волокон, влагосвязывающая способность, липкость и нежность сырья повышаются. При обнаружении участков множественной деструкции миофибрилл и увеличении числа свободных связей, способных удержать дополнительное количество влаги, стадия умеренной тендеризации переходит в стадию оптимальной. При этом нарушение целостности мембранных структур сарколеммы, лизосом, митохондрий, ядер приводит к повышению проницаемости структур мышечной ткани для посолочных веществ и к освобождению внутриклеточных ферментов, что очень важно для ускорения просаливания и созревания мяса. При последующем (чрезмерном) увеличении продолжительности механической обработки происходит распад протофибриллярной субстанции миофибрилл по всей толще куска, отмечаются большие потери белка, уменьшение водоудерживающей способности. Такая степень механического воздействия, когда ухудшаются органолептические свойства готового продукта, а его выход снижается, характеризуется как запредельная тендеризация.

Конструктивно тумблеры представляют собой в основном цилиндрические емкости с горизонтальной осью вращения, оснащенные шнеками, лопастями и выступами на внутренней поверхности.

Диаметр тумблера предопределяет его технологическое назначение: для более мягкого сырья (свинина, птица), как правило, используют устройства с небольшим диаметром рабочего барабана, или так называемые массажные тумблеры; для жесткого сырья (говядина, баранина) применяют тумблеры большего диаметра, имеющие значительный ударный эффект.

Частота вращения тумблеров, как правило, составляет для мякотного сырья - 8-20 об/мин, для мясокостного - 4-8 об/мин.

Как уже отмечалось выше, при тумблировании возникает градиент давления (DР), направленный внутрь куска мяса, вследствие чего рассол, находящийся в зоне начального накопления или на поверхности кусков мяса, фильтруется по системе пор и капилляров.

Однако, по мнению многих специалистов, наиболее рациональным является проведение механической обработки в циклических режимах:

а) сначала - перед шприцеванием рассола, а затем непосредственно перед формованием и термообработкой;

б) по циклу: "шприцевание - тумблирование - выдержка - тумблирование - выдержка - и т.д."

Последний вариант обработки позволяет существенно ускорить процесс проникновения посолочных веществ, интенсифицирует образование нитропигментов, обеспечивает повышение нежности, сочности и выхода готовой продукции.

Одновременно следует иметь в виду, что механическая обработка способствует образованию на поверхности кусков мяса мелкозернистой белковой массы (эксудата), состоящей из соле- и водорастворимых белков и обрывков мышечных волокон и служащей связующим (реструктурирующим) материалом при последующей термообработке сырья. Состав и количество эксудата изменяются в зависимости от параметров механической обработки. При этом главное внимание должно быть уделено наличию в эксудате миозина. Экспериментально доказано, что с увеличением продолжительности тумблирования содержание белка и жира в эксудате возрастает по гиперболе, достигая максимума (14%) к 12-16 часам обработки. При кратковременном непрерывном массировании (до 4 час.) в эксудате обнаруживаются в основном мышечные волокна и малое количество растворимых белков; при массировании в течение 4-8 час содержание миозина увеличивалось, но не достигало требуемого уровня. Чрезмерное удлинение периода механической обработки (свыше 18-24 час.) вызывает увеличение количества эксудата при одновременном снижении в нем концентрации белка.

Необходимо отметить, что анализ сведений по рекомендуемым способам и режимам механической обработки мяса показывает большое их разнообразие даже для одних и тех же видов сырья и готовой продукции. Однако большинство специалистов предлагают массирование нашприцованного рассолом сырья осуществлять в течение не более 16-24 час во избежании деструкции мяса, ухудшения органолептических показателей и снижения выхода готовой продукции.

Изучение степени и характера конформационных изменений в структуре белка в процессе механических воздействий, проведенное флуоресцентным методом, свидетельствует о "разрыхляющем" действии длительной (более 6-8 час.) тендеризации на состояние миофибриллярных белков.

Следует иметь в виду, что продолжительность выдержки мясного сырья после окончания процесса посола в условиях механических воздействий существенно влияет на величину водоудерживающей способности (ВУС) и потери массы (Dm) после термообработки.

В тумблерах предпочтительно обрабатывать более жесткое сырье - бескостные говядину, баранину, конину и т.п. Некоторые типы тумблеров могут быть оснащены вакуум-системами или устройствами для подачи в рабочую зону инертных газов.

Механическая обработка костных отрубов (преимущественно кореек и грудинок) пока не получила широкого распространения. Костная ткань в процессе механической обработки мясокостного сырья выполняет роль дополнительного внутреннего массирующего органа. Во избежание появления дефекта расслаивания мясокостных отрубов по границам раздела тканей механическую обработку рекомендуется вести в тумблерах с округленной формой выступов менее интенсивно и продолжительно.

Массирование

Процесс массирования является разновидностью интенсивного перемешивания и основан на трении кусков мяса друг о друга и о внутренние стенки аппарата. При этом по сравнению с тумблированием обработка в массажерах протекает в более мягких условиях и, следовательно, более продолжительна.

По этим причинам в массажерах предпочтительно обрабатывать сырьё с относительно мягкой консистенцией.

Явления, имеющие место при массировании и тумблировании, весьма близки, и сущность их заключается в:

- разрыхлении морфологической структуры сырья, разрушении мембран и повышении их проницаемости, что обеспечивает ускорение процесса проникновения и перераспределения посолочных веществ и улучшение структурно-механических свойств мяса;

- активизации тканевых ферментов, что интенсифицирует процессы созревания сырья;

- разрыве мышечных волокон и выходе миофибриллярных белков, что предопределяет рост водосвязывающей способности; кроме того, образующийся при массировании на поверхности кусков мяса липкий слой, состоящий из раствора солерастворимых белков и обрывков мышечных волокон, является связующим, обеспечивая адгезионное взаимодействие и монолитность реструктурированных изделий типа ветчины вареной в форме и оболочке, говядины прессованной и т.п. после окончания термической обработки и охлаждения.

Влияние вида и состояния сырья на скорость посола при массировании:

- характеристики исходного сырья (вид, морфологический состав и структура); период автолиза, уровень рН - особенно при работе с мясом PSE и DFD; соотношение мышечной, соединительной и жировой ткани; наличие или отсутствие предварительных операций тендеризации, шприцевания, ферментации; геометрические размеры кусков сырья и т.п.

- параметры механической обработки (тип массажера; принцип действия рабочего органа; скорость, продолжительность воздействия активной фазы; условия среды - без рассола, в присутствии рассола; при атмосферном давлении либо под вакуумом; с терморегулированием или без него; коэффициент загрузки).

В частности, установлено, что:

- при понижении величины рН сырья скорость его посола уменьшается: если для нормального мяса она условно составляет 1,0, то в мясе PSE и DFD она будет на 0,16-0,20 и 0,05-0,1 меньше и больше соответственно;

- общая продолжительность активной фазы механической обработки, позволяющая получить продукт хорошего качества (ВСС и ВУС, структурно-механические свойства, органолептические показатели), должна составлять 300-500 мин;

- для получения просоленного мяса с высокой ВУС и адгезионной способностью количество ударных воздействий рабочего органа аппарата на сырье за весь период посола должно составлять не менее 3000 для свинины и 6000 - для говядины;

- длительность посола зависит от геометрических размеров кусков мяса. Если длительность "просола" куска мяса толщиной 20 мм принять за единицу, то при увеличении или уменьшении толщины на 50% продолжительность посола будет увеличиваться или уменьшаться, соответственно, на 25-30%;

- общая продолжительность посола свинины (при прочих равных условиях) на 25-33% меньше периода, требуемого для "просола" говядины;

- мясо, полученное от молодых животных, независимо от вида (говядина, свинина), просаливается быстрее в среднем на 10-20%;

По одной из предлагаемых классификаций все существующие типы массажеров можно конструктивно разделить на четыре группы:

Оценка влияния на сырьё характера механических воздействий, создаваемых в установках разного типа, свидетельствует о наличии различий как в скорости перераспределения рассола, так и в изменении технологических свойств мяса. В частности, исследования, выполненные на образцах предварительно нашприцованной рассолом (25% к массе сырья) говядины на трех типах массажерах, показали, что:

- в устройствах цилиндрического типа (с внутренними ребрами) после 3-5 мин обработки происходит полное впитывание рассола. После 10-12 мин. непрерывного массирования (скорость вращения барабана - 20 об/мин) поверхность мяса становилась липкой; после 30 мин. массирования на поверхности кусков появлялась белая пена; после 1 ч массирования слой пены покрывал всю поверхность мяса;

- в устройствах конусного типа (усеченный конус) изменения были аналогичными, однако сдвинутыми по времени: поверхность становилась липкой только после 20-22 мин. массирования; видимое образование пены отмечается после 1 ч массирования, а обильное образование пены - после 3 ч непрерывного массирования;

- в устройствах роторного типа либо в мешалках со спиральными лопастями полное впитывание рассола происходило после 12-15 мин. обработки; образование липкого слоя - через 30 мин., пена не образуется; после 1 ч массирования поверхность кусков сильно разволокняется, после 3 ч происходит разрыв кусков.

Существующие модели массажеров различаются не только по конструктивному исполнению, но и в зависимости от:

- частоты вращения рабочего органа (от 4 до 20 об/мин);

- характера обработки сырья, т.е. аппараты могут работать как в непрерывном, так и в циклическом режимах (массирование - 10-40 мин., отстой - 20-50 мин.);

- направления движения рабочего органа (одностороннее либо риверсионное после периода отстоя);

Выбор конкретных параметров механической обработки зависит от вида сырья и типа оборудования и, как правило, осуществляется на каждом предприятии индивидуально.

Применение различных скоростей вращения барабана или рабочего органа обусловлено специфическими особенностями обрабатываемого сырья: мясокостное сырьё - массируют однократно при малых скоростях во избежании расслоения мышечной ткани, жира и костей; мякотное - в циклическом режиме для обеспечения развития при выдержке (отстое) ферментативных процессов созревания.

В некоторых конструкциях после отстоя сырья на выдержке предусмотрено вращение рабочего органа в направлении, противоположном применяемому на первом этапе. Чередование направления движения дает возможность увеличить степень равномерности обработки сырья.

В последнее время в отечественной и зарубежной практике стали широко применяться такие способы обработки сырья, как тумблирование и массированно под вакуумом (0,25-0,5х105 Па).

Интенсифицирующее действие вакуумирования на процесс посола обусловлено растяжением и утончением мембран и оболочек, увеличением диаметра микрокапилляров, удалением из сырья воздушных и газовых пузырьков, что в совокупности обеспечивает более равномерное и быстрое проникновение и распределение посолочных веществ в мясе.

Кроме того, вакуумирование существенно снижает степень контакта продукта с кислородом воздуха, что улучшает цвет, аромат и вкус готовой продукции.

К преимуществам вакуум-механической обработки следует также отнести:

- более низкий уровень вероятной микробиологической обсемененности сырья, что предопределяет более высокую стабильность готовой продукции при хранении;

- отсутствие пенообразования на поверхности сырья;

- меньший выход белковых веществ из сырья в рассол;

- высокую монолитность и сочность готовой продукции;

- повышенный выход после термообработки.

Особенно эффективно применение вакуумирования при обработке говядины и конины.

Дальнейшим развитием данного процесса являются имеющиеся технико-технологические предложения по проведению вакуум-массирования в условиях чередования воздействий пониженного (вакуум) и повышенного (на уровне атмосферного) давлений в процессе механической обработки сырья, что может оказаться весьма эффективным при работе с костными отрубами.

Выбор способов посола, вида механической обработки, параметров технологического процесса и ассортимента изготовляемых цельно мышечных изделий во многом зависит от свойств исходного сырья и, в частности, от характера развития автолиза.

При проведении механической обработки сырья технологу следует иметь в виду некоторые специфические особенности в проведении процесса:

- коэффициент заполнения емкости массажеров не должен превышать 70%;

- наличие на поверхности крупнокускового сырья шкурки предотвращает чрезмерное разволокнение мышечной ткани, что является весьма характерным явлением при массировании и тумблировании и одновременно обеспечивает увеличение выхода готового продукта (на 2-3%) после тепловой обработки по сравнению с изделиями, изготовленными из сырья, не содержащего шкурку;

- нет никакой необходимости выдерживать сырье после шприцевания до начала массирования;

- при применении многокомпонентных рассолов, содержащих соевые белковые изоляты и каррагинан, уровень введения рассолов может составлять от 20 до 100% к массе сырья; при этом для сохранения органолептических показателей следует использовать пищевые красители и усилители вкуса;

- при шприцевании следует вводить в сырьё не менее 2/3 от объема расчетного количества рассола - остальной можно добавить непосредственно в массажер. Однако при этом выход готовой продукции будет несколько ниже по сравнению с тем, что был бы получен при полном введении рассола в мясо шприцеванием перед массированием;

- не рекомендуется вести процесс массирования сырья при наличии в аппарате свыше 4-5% свободного рассола;

- в процессе массирования температуру сырья следует поддерживать на уровне 0±4 "С во избежание последствий микробиологического характера;

- чрезмерное увеличение продолжительности массирования (или тумблирования), сопровождаясь естественным увеличением нежности сырья, может приводить одновременно к таким негативным последствиям, как:

- повышенные потери отделяющейся влаги при последующей термообработке;

- появление резиноподобной консистенции;

- деструктурирование морфологических элементов сырья;

- наличие "размытого" текстурного рисунка на разрезе;

- увеличение уровня микробиологической обсемененности.

Термическая обработка

Термическая обработка - одна из заключительных операций технологического процесса производства цельномышечных мясопродуктов, причем в зависимости от вида изделий применяют раличные способы теплового воздействия, их сочетания и модификации. При этом, как следует из обобщенных данных, приведенных в таблице, базовыми операциями являются обжарка /подсушка, копчение/, запекание, варка, сушка, охлаждение.