Технологические характеристики сушеного мясного полуфабриката, полученного СТП-сушкой

Одним из направлений интенсификации производства пищевых продуктов является вовлечение в технологический поток сушеного сырья животного происхождения, в частности, мяса, которое является концентратом всех необходимых для организма человека нутриентов. Применение сушеного мяса в технологиях кулинарной продукции позволяет упростить операции по механической обработке мясного сырья, сократить продолжительность технологического процесса приготовления кулинарной продукции, расширить ассортимент и уменьшить площади складских и производственных помещений. Это актуально для заведений ресторанного хозяйства, а именно для предприятий быстрого питания, которые пользуются спросом у населения Украины. Сушеное мясо как самостоятельный продукт применяют в рационах питания геологов, спортсменов, военных и рыбаков.

В Украине функционируют несколько предприятий по производству сушеного мяса. Однако объемы их производства и ассортимент выпускаемой продукции незначительны. Кроме того, предложенные способы сушки являются энергоемкими, длительными и дорогостоящими, а технологические свойства конечного продукта не всегда позволяют широко использовать его в технологиях кулинарной продукции.

Известны технологии получения сушеного мясного фарша «Особый» и пищевых концентратов «Первые обеденные блюда», упакованные в бумажные многослойные пакеты, полимерные и металлизированные пленки, и предназначенные для технологий пищевых продуктов. Сушеные продукты имели высокие органолептические, физикохимические и стабильные микробиологические показатели качества при хранении при температуре (18 ± 3)°С и относительной влажности воздуха среды (65...70) % в течение 12 мес. [1].

Предложена технология вторых овощных блюд с говяжьим фаршем сублимационной сушки, срок хранения которых составляет 12 мес. в герметичной полимерной упаковке [1].

Учеными Великобритании были разработаны рецептуры и технология сухой смеси из мяса, овощей и загустителя. Ее восстанавливают в воде и используют в виде фарша для мучных кулинарных изделий. Смесь хранится в течение 18 мес. в вакуумной упаковке [2].

Как показывает анализ литературных источников, одним из целесообразных способов сушки является сушка со смешанным теплоподводом (СТП-сушка), преимуществом которого является создание особых условий взаимодействия сырья с сушильным агентом - воздухом, сокращение энергозатрат и продолжительности процесса, обеспечение высокого качества конечного продукта, не уступающего сублимационной сушке [3, 4].

Исходя из этого, на основании многократных предварительных исследований обоснован выбор мясного сырья и определены режимы его сушки при использовании СТП-метода. Выходом процесса является сушеный мясной полуфабрикат (СМП) с массовой долей влаги не более 7 % и размерами частиц в основной фракции в зависимости от технологического назначения – (5...6)•10-3 м (фарш), (90...200)-10-6, (60...90)•10-6, (30...60)-10-6 м (порошки). СМП может быть самостоятельным пищевым продуктом или полуфабрикатом высокой степени готовности для предприятий ресторанного хозяйства и пищевой промышленности [5-7].

Цель и задачи статьи

Целью статьи было изучение технологических характеристик СМП, полученного способом сушки со смешанным теплопод-водом для дальнейшего использования в технологиях блюд и кулинарных изделий.

Задачами исследований были:

– изучение регидратационных свойств;

– определение жироудерживающей, эмульгирующей способностей и агрегативной стойкости.

Объекты и методы исследований

В качестве объектов исследований были: мясо отварное, высушенное конвективным способом по традиционной технологии с размерами частиц в основной фракции (30...60) 10–6 м как контрольный образец, мясо отварное, высушенное методом сушки со смешанным теплоподводом, как опытный образец с размерами частиц в основной фракции (5...6) 10–3 м, (90...200) 10–6, (60...90) 10–6, (30...60) 10–6 м. В экспериментах были использованы общепринятые методы определения коэффициента водопоглощения (КВ), влагосвязывающей (ВСС), жироудерживающей (ЖУС), эмульгирующей способностей (ЭС) и агрегативной стойкости (АС). Исследование формы связи влаги в порошках проводили также термическим методом анализа, который одновременно позволяет проводить измерения температуры исследуемого образца, изменение его массы, скорость изменения массы, энтальпии. Кривые снимали на дери-ватографе системы Паули-Эрден Q-1500 D на воздухе со скоростью роста температуры 5 С/60 с. Навески образцов составляли 150 ... 250 мг. Скорость ленты составляла 2 мм/мин. Как инертный материал использовали окись алюминия, прокаленный при температуре 1200°С. Совместное рассмотрение дериватографических кривых дифференциальнотермического анализа (DTА), термогравиметрических (TG), дифференциальных термогравиметрических (DTG) кривых и температуры дает возможность оценки как хими- ческих, так и физических превращений в исследуемом образце при нагревании с заданной скоростью роста температуры и провести определенные качественные и количественные оценки этих преобразований.

По полученным дериватограммам проводили определение температур пиков и интервалов удаления влаги с различными типами связи. По кривой определяли количества удаленной влаги в процентах [8].

Результаты и их обсуждение

Исходя из задач исследований, на первом этапе были изучены следующие технологические характеристики СМП: КВ и ВСС в средах, что традиционно используются в кулинарной практике – воде, растворе натрий хлорида, уксусной кислоты, натрий гидрокарбоната, т.е. средах с заданной величиной рН и температурах (18 ± 2) ° С и (48 ± 2) ° С, при продолжительности 25^60 с, а также форм связи влаги в восстановленных образцах.

Как видно из табл. 1, значения показателей регидратации в образцах СМП увеличиваются с повышением температуры среды. Так, повышение температуры воды до (48 ± 2) ° С способствует увеличению значения КВ на 29 % и ВСС на 9 % для образцов со всеми исследуемыми диапазонами размера частиц. Увеличение концентрации хлорида натрия с 2,0% до 2,5% в растворе повышает регидра-тационную способность СМП на 10% [ 9 ] .

Также установлено, что изменение значения водородного показателя рН растворов не оказывает существенного влияния на регидратационные свойства СМН.

По результатам исследований можно констатировать, что рациональной температурой среды для восстановления СМН является (48 ± 2)°С.

Таблица 1 – КВ и ВСС сушеного мясного полуфабриката в зависимости от вида среды для восстановления, ее температуры и размера частиц СМП

Вид среды для восстановления	Температура среды, °С	КВ (кг/кг) в зависимости от размера частиц СМП				ВСС (%) в зависимости от размера частиц СМП
		(5…6) · 10-3, м	(90…200) · 10-6, м	(60…90) · 10-6, м	(30…60) · 10-6	(5…6) · 10-3, м	(90…200) · 10-6, м	(60…90) ·10-6, м	(30…60) 10-6
Вода	18 ± 2	2,7 ± 0,1	3,0 ± 0,2	3,2 ± 0,1	3,2 ± 0,1	48,7 ± 4,1	50,3 ± 5,0	52,2±2,8	52,7 ± 4,5
	50 ± 2	3,4 ± 0,2	3,5± 0,1	3,7 ± 0,1	3,7 ± 0,1	50,2 ± 4,6	54,6 ± 5,9	55,2±3,7	55,6 ± 3,8
2,0% раствор натрий хлорида	18 ± 2	3,3 ± 0,1	3,6 ± 0,1	4,1 ± 0,1	4,2 ± 0,1	48,8 ± 3,5	50,7 ± 5,0	53,0±2,9	54,5 ± 3,8
	50 ± 2	3,9 ±0,1	4,0±0,1	4,4±0,1	4,5 ± 0,2	52,7 ± 5,2	56,8 ±5,5	58,6±4,1	59,0 ± 3,8
2,5% раствор натрий хлорида	18 ± 2	3,6 ± 0,1	4,0±0,1	4,2±0,1	4,3 ± 0,2	50,0 ± 5,0	52,3±5,3	54,8±2,6	55,8 ± 3,9
	50 ± 2	4,0 ± 0,2	4,2±0,1	4,5±0,1	4,6±0,1	53,0 ± 5,1	57,0 ±5,5	58,6±4,2	59,2 ± 4,0
Раствор    этановой кислоты рН=4	18 ± 2	2,9 ± 0,3	3,1 ± 0,4	3,3±0,3	3,4 ± 0,2	48,6 ± 5,1	50,6± 3,6	52,7± 3,0	53,0 ± 3,5
	50 ± 2	3,6 ± 0,5	3,7 ± 0,6	3,8±0,4	3,8 ± 0,2	51,2 ± 5,0	54,5 ± 5,2	55,7± 4,0	56,0 ± 4,8
Раствор    этановой кислоты рН=6	18 ± 2	2,8 ± 0,2	3,1 ± 0,4	3,3±0,2	3,4 ± 0,2	48,8±4,1	50,7±5,0	52,2± 4,2	52,7 ± 4,5
	50 ± 2	3,5 ± 0,4	3,6 ± 0,6	3,7±0,4	3,7 ± 0,2	50,0± 3,1	54,4±5,5	55,0± 4,0	55,6 ± 3,8
Раствор      натрий гидрокарбоната рН=8	18 ± 2	2,7 ± 0,3	3,0 ± 0,2	3,2±0,4	3,2 ± 0,2	48,5± 3,2	51,2±5,1	52,0± 4,5	52,5 ± 3,5
	50 ± 2	3,4 ± 0,4	3,5 ± 0,5	3,7±0,2	3,6 ± 0,2	50,9± 4,2	53,4±5,1	55,0± 4,5	55,2 ± 2,8

Изучены формы связи влаги в восстановленном СМН и контрольном образце -рисунок 1. Во время обработки деривато-грамм (рис. 1) видно, что удаление влаги во всех исследуемых и контрольном образцах проходит при подобных пиках удаления, но в разных температурных интервалах и с различными количествами воды.

Рисунок 1 - Дериватограммы мяса конвективной сушки (а) и СМП (б), восстановленные в воде

На кривой DTA контрольного образца (рис. 1, а) четко проявились пики удаления слабосвязанной механической (при температуре 34°С) и осмотической влаги (с температурами 52 и 75°С). Общее ее количество составляет 31,7%. Прочно связанная влага представлена поли- и мономолекулярной влагой и удаляется в широком температурном интервале 78...146°С с пиками удаления 91 °С, 105 и 127 °С.

Характеризуя кривую DTA СМП (рис. 1, б), видно, что удаление слабосвязанной влаги проходит в широком температурном диапазоне - (50...86)°С в два этапа: при температуре 51 С, что соответствует механически связанной влаге, и 72°С - характерно для влаги с осмотическими связями.

Общее количество слабосвязанной влаги составляет около 40%. Температурные пики 101, 102 и 104°С свидетельствуют об удалении прочно связанной влаги. При этом большую часть прочно связанной влаги составляет именно полимолекулярная - 13,9 %. Сравнивая дериватограммы контрольного образца и СМП, видно, что общее количество слабосвязанной влаги в обоих образцах одинаково. В то же время в контроле она в большей степени представлена влагой с осмотическими связями.

После выдержки в 5°С в контроле расширяется интервал удаления слабосвязанной влаги, увеличивается общее ее количество за счет роста механически связанной влаги. Температура пика удаления осмотической влаги уменьшается на 20 °С. Смещаются температуры пиков удаления мономолекулярной влаги в сторону более высоких температур. При этом температуры удаления полимоле-кулярной влаги уменьшаются на 10 °С. Общее количество прочно связанной влаги составляет 35,3 %. Это происходит за счет снижения содержания полимолекулярной влаги.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что во время выдержки за счет уменьшения количества прочно связанной влаги полимолекулярной и слабосвязанной осмотической влаги возрастает количество механической влаги.

Проведен анализ дериватограмм, по результатам которого выявлены формы связи влаги в восстановленных контрольном образце и СМП – таблица 2.

Таблица 2 – Формы связи влаги в восстановленных образцах мяса конвективной сушки и СМП

Образец	Количество слабосвязанной влаги, %		Количество прочносвязанной влаги, %
	механическая	осмотическая	полимоле-кулярная	мономоле-кулярная
Мясо конвективной сушки, восстановленное до влажности отварного мяса (контроль)	17,1	14,6	15,6	19,7
СМП,  восстановленный  до влажности отварного мяса	18,5	21,5	13,9	13,1

Из таблицы 2 видно, что во время выдержки восстановленного СМП происходит перераспределение форм связей влаги с сушеным продуктом. Об этом свидетельствует увеличение количества слабосвязанной механической влаги в 1,3...1,7 раз с одновременным расширением температурного интервала ее удаления. Такое увеличение происходит за счет снижения количества влаги с осмотическими связями.

Таким образом, в ходе проведенных исследований установлено, что количество свободной влаги в СМП больше на 8,3%, чем в мясе конвективной сушки. Наличие этой влаги придает продукту большую сочность, нежную консистенцию и способствует усвоению пищи. Это позволяет сформировать ассортимент кулинарной продукции.

Одним из важных технологических свойств СМП является способность к удержанию жира. Изучен данный показатель для СМП с разным размером частиц – рисунок 2.

Рисунок 2 – ЖУС СМП в зависимости от размера частиц: 1 – (5…6)·10–3 м, 2 – (90…200)·10–6 м, 3 – (60…90)·10–6 м, 4 – (30…60)·10–6 м

Как видно из рисунка 2, значение этого показателя повышается на 8 % с уменьшением размера частиц СМП и достигает 34,9%.

Исследованы технологические характеристики СМП разного размера частиц –ЭС

(рис. 3) и АС (рис. 4).

ЕС оценивали, определяя точку инверсии фаз в зависимости от влагосодержания модельной системы (рис. 3). Модельные системы получили путем восстановления СМП до остаточного влагосодержания: 45, 55, 65%. Значения влагосодержания модельных систем выбраны в качестве «предельно условных» по влагоудерживающей способности, а также те, которые моделируют различные пищевые системы: фарши из вареного мяса, соусы, пудинги и др. АС определяли в данных модель- выделялось во время их центрифугирования (рис. 4).

Из рис. 3 видно, что максимальное значение ЭС имеет образец с влажностью 55 % и колеблется в пределах от 18,5 до 22 мл. При повышении влажности до 65 % значение показателя уменьшается на 2,7…7,5 %.

ных системах по количеству масла, которое

Рисунок 3 – ЭС модельних систем в зависимости от размера частиц и влагосодержания: □ (90…200)·10–6 м, □ (60…90)·10–6 м,□ (30…60)·10–6 м

Рисунок 4 – АС модельних систем в зависимости от размера частиц и влагосодержания: □ (90…200)·10–6 м, □ (60…90)·10–6 м,□ (30…60)·10–6 м

Как видно из рисунка 4, наибольшее значение показателя АС проявляет СМП с размером частиц (30...60) 10–6 м, что восстановлен до влажности 55%. Полученные данные позволяют рекомендовать его для технологий соусов.

Показано, что СМП, восстановленный до влагосодержания 60%, с размером частиц (30...60) 10–6 м, характеризуется ЖУС на 12 % выше, чем в СМП с размером частиц (5...6) 10–3 м, а также ЭС и АС, что соответственно на 4 и

12% выше по сравнению с СМП с размером частиц (90...200) 10–6м. Данные свойства свидетельствуют о способности СМП обеспечивать седиментационную устойчивость в сложных пищевых системах, как в ходе технологического процесса изготовления кулинарной продукции, так и во время ее хранения.

Таким образом, результаты исследований позволяют рассматривать СМП с различным размером частиц в качестве сырья в технологическом потоке производства кули- нарной продукции. При этом необходима разработка рекомендаций по его применению в различных пищевых системах в соответствии с его технологическими характеристиками: в составе первых или вторых блюд, в качестве фарша для мучных кулинарных изделий, соусов, натурального ароматизатора и тому подобное.

Технологические характеристики СМП влияют на органолептические, структурно- механические свойства и другие показатели качества кулинарной продукции с его использованием. Это обусловлено тем, что технологией производства сушеного мясного полуфабриката сформированы такие его свойства, которые позволяют использовать его как самостоятельный продукт питания, а также выполнять целый ряд функций в технологиях кулинарной продукции, одновременно обогащая ее белком (табл. 3).

Таблица 3 - Потенциал функционально-технологических свойств СМП для использования в технологиях кулинарной продукции

Технологические свойства	Функциональные свойства	Ассортимент кулинарной продукции
Фарш с размером частиц (5…6)·10–3 м	Равномерность смешивания с сыпучими ингредиентами, влагоудерживающая, жироудерживающая, эмульгирующая способности, агрегативная стойкость	Первые и вторые блюда
		Мучные кулинарные изделия с мясным и мясоовощными фаршами, мясорастительные композиции
Порошок с размером частиц (90…200)·10–6 м		Рубленые изделия, пудинги
Порошок с размером частиц (60…90)·10–6 м		Запеченные блюда
Порошок с размером частиц (30…60)·10–6 м		Соусы, закуски, суфле
Восстановление	Коэффициент водопоглощения, влагосвязывающая способность	Начинки, фарши для мучных кулинарных изделий

Дополнительно к сказанному выше учитывается также: массовость использования продукта в рационах питания широких слоев населения, сродство основных функциональных свойств сушеного мясного полуфабриката к рецептурным ингредиентам и органолептических показателей качества кулинарной продукции.

Выводы

• 1.    Исследованы формы связи влаги в СМП по сравнению с мясом конвективной сушки. Установлено, что СМП имеет на 8,7 % больше слабосвязанной влаги, чем в образце конвективной сушки. Наличие этой влаги придает продукту большую сочность и нежную консистенцию.

• 2.    Изучены технологические характеристики (коэффициент, эмульгирующей способность), показатели качества порошков. Показано, что СМП, восстановленный до влаго-содержания 60%, с размером частиц (30...60) · 10^–6 м, характеризуется ЖУС на 12% выше, чем в СМП с размером частиц (5...6) 10^–3 м, а также ЭС и АС, что соответственно на 4 и 12 % выше по сравнению с СМП с размером частиц (90...200)· 10^–6 м. Данные свойства свиде-

• тельствуют о способности СМП обеспечивать седиментационную устойчивость в сложных пищевых системах, как в ходе технологического процесса изготовления кулинарной продукции, так и во время ее хранения.

• 3.    Определены направления использования технологических характеристик СМП в технологиях кулинарной продукции.