СПОСОБ ВНЕСЕНИЯ В ФАРШ КОМПЛЕКСНОЙ ПИЩЕВОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОЛБАС, ИЗДЕЛИЙ И ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ РУБЛЕНОГО МЯСА Российский патент 2013 года по МПК A23L1/318 A23L1/22 A23L1/317 

Изобретение относится к пищевым добавкам для мясных продуктов, главным образом эмульгированных изделий типа колбас и формованных изделий, а также полуфабрикатов из рубленого мяса, и к способам производства таких продуктов и полуфабрикатов. Преимущественная область применения изобретения - пищевые добавки, содержащие компоненты, улучшающие структурно-механические свойства мясного фарша и вкусоароматические характеристики готовых продуктов, а также способ их внесения в фарш в процессе его приготовления. В качестве компонентов таких добавок, улучшающих структурно-механические характеристики мясного фарша, могут использоваться изолированные животные и растительные белки, камеди, каррагинан, другие полисахариды и пищевые волокна, антиокислители и пищевые фосфаты. В число этих компонентов может также входить пищевое сырье и продукты, не являющиеся мясными, например сухая молочная сыворотка и яичные продукты. Компонентами, влияющими на вкусоароматические свойства готовых продуктов, могут быть пищевые кислоты и их соли, экстракты пряно-ароматических растений, их эфирные масла и олеорезины, натуральные специи и пряности, а также искусственные ароматизаторы [1].

Известны структурообразующие пищевые добавки с композициями различного состава для фаршей колбас и формованных изделий [RU 2249417, 2005; RU 2193331, 2002; RU 2249417, 2005], которые могут содержать белково-углеводный комплекс компонентов и фосфаты. Другие известные пищевые добавки, например, к сырокопченым колбасам содержат только вкусоароматические компоненты типа винно-спиртовой композиции и углеводный комплекс [RU 2115341, 1998]. При составлении фаршей в первом случае вкусоароматические ингредиенты рецептур: пряности, специи, усилители вкуса и ароматизаторы, а во втором структурообразующие: наполнители, влагоудерживающие агенты и эмульгаторы, если таковые имеются в рецептурах, вносятся в фарш отдельно, каждый сам по себе. То есть они не составляют какую-либо смесь, тем более находящуюся в упаковке, и не являются комплексной добавкой. Использование пищевых добавок в виде отдельных ингредиентов требует более высокой квалификации технологов, которые при разработке технологических карт того или иного изделия вынуждены принимать решение о регламенте внесения, количестве и составе этих ингредиентов. Это затрудняет работу и фаршесоставителей, которым приходится дозировать добавки в фарш, а, кроме того, усложняет систему складского хозяйства предприятия, обеспечивающего условия их надлежащего хранения, фасовки и транспортировки. В этом состоит недостаток, препятствующий получению технического результата изобретения с помощью таких не являющихся комплексными пищевых добавок.

Пользуются большой популярностью комплексные пищевые добавки [2], используемые при производстве полуфабрикатов из мяса [US 5690989, 1997; RU 2297159, 2007] и мясных продуктов [RU 2173071, 2001; RU 2197871, 2003] и являющиеся сбалансированными смесями. Они содержат в своем составе как наполнители, эмульгаторы, влагоудерживающие агенты и прочие структурообразующие ингредиенты, так и вкусоароматические вещества, и являются сами по себе товарной продукцией [3] и могут быть расфасованы по общим упаковкам в количествах, необходимых для внесения в определенную массу мясного сырья. Комплексная пищевая добавка, используемая при осуществлении способа производства сосисок и сарделек с наполнителем [RU 2197871, 2003], выбрана прототипом изобретения в части первого пункта его формулы. При ее использовании не возникает трудностей, связанных с раздельным дозированием ингредиентов, как в рассмотренных выше аналогах. Поскольку эти ингредиенты сбалансированы в добавке по составу и содержанию, то для ее использования не требуется высокая квалификация технолога и ее внесением не усложняется работа фаршесоставителя, так как фасованный объем добавки рассчитан на определенное количество сырья. Хранить и транспортировать такие добавки в производственные помещения со склада легко, так как они, как правило, упакованы в герметичной малообъемной упаковке.

Но все же прототип обладает существенным недостатком, который состоит в следующем. В настоящее время с целью снижения себестоимости продуктов широко практикуется частичная замена мясного сырья на жиросодержащее и низкосортное, введение в рецептуру растительных и животных белков взамен мышечных и увеличение выхода готового продукта за счет использования влагоудерживающих ингредиентов. К тому же все это делается на фоне имеющего место нестабильного качества мясного сырья на сырьевом рынке. Поэтому при использовании в качестве пищевых добавок комплексных смесей в таких условиях невозможно направленно изменять технологические свойства фаршей, изменяя количество вносимой добавки, так как это может повлечь за собой пропорциональное изменение потребительских свойств готового продукта - вкуса и аромата. И, наоборот, изменение дозировки комплексной пищевой добавки с целью управлять органолептическими свойствами может привести не только к требуемому изменению вкуса и аромата, но и изменяет содержание в готовом продукте структурирующих фарш ингредиентов, например, фосфатов, что может обусловить несоответствие требованиям нормативной документации к его химическому составу. Кроме того, на современном рынке мяса, предназначенного для промышленной переработки, часть сырья имеет порок PSE (Pale-Soft-Exudative). Мясо PSE (для свинины этот порок обозначается RSE) мягкое, водянистое, имеет бледный цвет и pH<5,4. А часть мяса, наоборот, жесткое, сухое, темно-красного цвета с коричневатым оттенком и pH>6,2, то есть имеет порок называемый DFD (Dark-Firm-Dry) [4]. Эти пороки, а именно значения свойственного им показателя водородной активности (pH) и относительное содержание жира и белка, обуславливают сильное различие во влагоудерживающей способности [5-7]. К тому же мясное сырье в объеме среднегодовых поставок в промышленность имеет большие значения показателей вариации содержаний компонентов химического состава - жира, белка и влаги [8]. Применение же комплексных пищевых добавок, как правило, рассчитывается на сырье заданного устойчивого качества с нормальным для него значением pH и с нормальным химическим составом, которое по аналогии с дефектным мясом обозначается NOR [4]. Этот недостаток препятствует использованию комплексных пищевых добавок, в том числе прототипа для получения технического результата изобретения.

Сущность изобретения в части первого пункта его формулы состоит в следующем. Было выполнено экспериментальное исследование влияния содержания комплексной пищевой добавки «Докторская», выпускаемой ООО «Коллекция вкусов» (г.Домодедово, Московской обл.), в фарше на его реологические характеристики независимо от получаемых вкусоароматических свойств. В качестве образцов фарша использовали смесь равных частей свинины и говядины. Подбирали по три образца фарша из мяса различной жирности: NOR с pH=5,8; PSE с pH=5,2 и DFD с pH=6,4. Из каждого образца фарша готовили по одной пробе с рекомендованным содержанием добавки, из фарша PSE и DFD и еще по четыре пробы, увеличивая в каждой содержание добавки на 5%. Далее по описанной в [9] методике с помощью ротационного вискозиметра измеряли сопротивление фарша сдвиговой деформации, по которому судили о его структурно-механических свойствах. В результате оказалось, что реологическим свойствам фарша из мяса NOR с рекомендованным содержанием добавки соответствовала проба фарша из мяса DFD с увеличенным на 15% содержанием добавки, а фарша из мяса PSE - на 20%. Содержание летучих веществ в паровой фазе последних двух проб, измеренное газохроматографическим путем, было в среднем выше первой. Причем это содержание сильно зависело от жирности сырья, из которого они были изготовлены. Таким образом, не смотря на хорошие технологические характеристики их фарша, если из него выработать, например, вареную колбасу, то ее вкусовые и ароматические свойства, будут отличаться от привычных, то есть потребительские качества ее окажутся низкими, а расход дорогостоящей комплексной пищевой добавки на ее приготовление - высоким. Поэтому, был сделан вывод, что целесообразно отделить друг от друга смеси структурирующих и вкусоароматических компонентов комплексной добавки, например, путем разделения их по разным упаковкам и использовать их в разных соотношениях в зависимости от окислительно-восстановительных свойств среды фарша. Корреляция же между содержанием жировой фазы и эффективностью действия вкусоароматических ингредиентов добавки предполагает оптимизацию очередности (регламента) их внесения в сырье при составлении фарша.

Известные способы внесения комплексной пищевой добавки в фарш вареных колбас [RU 2347395, 2009] и фаршевых мясопродуктов [RU 2266690, 2005] при его составлении требуют одновременной закладки пряностей, растительного белка или мясных белковых препаратов [RU 2257717, 2005; RU 2208346, 2003; RU 2205560, 2003], пищевых кислот и фосфатов. А при использовании фасованных добавок, представляющих собой комплексную сбалансированную смесь, способ внесения и не может быть иным. Поэтому компоненты, формирующие и структурно-механические свойства мясного фарша, и вкусоароматические характеристики готовых продуктов, закладывают в фарш совместно, как в выбранном выше прототипе [RU 2197871, 2003]. При использовании такого способа закладки обоснованное выше разделение комплексной пищевой добавки на две функциональные части становится бессмысленным, что препятствует получению технического результата изобретения.

Сущность изобретения в части способа внесения в фарш состоящей из двух частей (структурирующей и вкусоароматической) комплексной пищевой добавки заключается в следующем. Известно, что при увеличении поверхности жир-вода в любых эмульсионных системах может иметь место нехватка белка для формирования разделительного слоя на границе фаз, обладающего двойственной растворимостью и стабилизирующего тем самым эмульсию [10, RU 2283584, 2006]. В эмульсионной среде фарша с большим содержанием жира в сырье, из которого он приготовлен, происходит то же самое, но лишенные белковой оболочки жировые капли могут активно поглощать жирорастворимые летучие соединения [11] типа эфирных масел. Это приводит к заметному ослаблению аромата и вкуса готовой продукции. Кроме того, известно, что тепловая денатурация биополимеров в содержащей воду биомассе начинается с разрушения их гидратных оболочек [12]. Поэтому, например, присутствующие в специях и формирующие специфический вкус и запах продукта алкалоиды и эфиры карбоновых кислот, лишенные гидратных оболочек, при термообработке могут подвергнуться денатурации, также сопровождающейся потерей их натуральных органолептических качеств. Отсюда следует, что белковые препараты, содержащиеся в структурирующей части добавки, лучше вносить в фарш перед закладкой жирного сырья, а специи и вкусоароматические ингредиенты, как отдельную часть добавки, наоборот, после и вместе с водой или льдом.

Техническим результатом изобретения является получение с помощью комплексной пищевой добавки гарантированного качества полуфабрикатов и продуктов из рубленого мяса типа колбас, в том числе эмульсионных, посредством раздельного управления технологическими характеристиками фарша, содержащего мясное сырье нестабильного качества с большой вариабельностью химического состава, и вкусоароматическими свойствами готовых изделий.

Этот технический результат достигается за счет того, что в комплексной пищевой добавке для мясных продуктов, в том числе колбасных и формованных изделий, а также полуфабрикатов из рубленого мяса, вырабатываемой как товарная продукция и расфасованной в количествах, рассчитанных на определенную массу мясного сырья, герметично упакованной смеси, включающей компоненты, формирующие структурно-механические характеристики мясного фарша типа влагоудерживающих агентов, эмульгаторов и наполнителей из пищевого сырья и продуктов, не являющегося мясными, и компоненты, формирующие вкусоароматические свойства готовых продуктов типа пищевых кислот, солей, усилителей вкуса и аромата, натуральных специй и пряностей и их экстрактов, эфирных масел и олеорезинов, отличие состоит в том, что компоненты, предназначенные для формирования структурно-механических характеристик мясного фарша, и компоненты, предназначенные для формирования вкусоароматических свойств готовых продуктов, помещены в отдельных упаковках, а в способе внесения состоящей из двух отдельно упакованных частей комплексной пищевой добавки в фарш в процессе его составления, отличие состоит в том, что часть добавки, предназначенную для формирования структурно-механических характеристик мясного фарша, вносят после закладки нежирного основного сырья типа говядины и мяса птицы, а часть добавки, предназначенную для формирования вкусоароматических свойств готовых продуктов, вносят после закладки жирного основного сырья типа свинины, а также шпика, белково-жировой эмульсии и воды (льда).

Изобретение в совокупности его отличительных признаков экспериментально сравнили с прототипом. Для воплощения этого прототипа (комплексной добавки в унитарной упаковке) использовали изолированный соевый белок, каррагинан, пищевые фосфаты, эфирные масла и олеорезины кориандра, черного перца и мускатного ореха. Их вносили в фарш после куттерования предварительно измельченной в мясорубке говядины вместе с половиной массы предусмотренной по рецептуре водо-ледяной смеси, и снова куттеровали до достижения температуры фарша +4…6°C, затем добавляли шпик и оставшуюся половину массы воды и куттеровали до достижения температуры фарша +8…10°C. Потом вносили крахмал в качестве наполнителя и воду для его гидратации и куттеровали до достижения температуры фарша +12…16°C. Для реализации признаков изобретения вкусоароматические компоненты: эфирные масла и олеорезины вносили при закладке наполнителя (крахмала) вместе с водой для его гидратации. Готовый фарш набивали в полиамидную оболочку, предварительно вымоченную в водопроводной воде. Термическую обработку проводили в термостате в течение около 40 минут до достижения температуры внутри батона +72…75°C.

Всего готовили три варианта образцов: Вариант I из мяса NOR, Вариант II из мяса с явно выраженным пороком DFD и Вариант III с пороком PSE. При реализации изобретения ингредиенты, составляющие часть добавки для формирования структурно-механических характеристик мясного фарша, вносили с различным химическим составом, а именно соотношением белок/углеводы, и добивались получения наивысшего выхода готового продукта всех вариантов после термообработки при соблюдении требований ГОСТ к их химическому составу. Он с точностью ±1% составил 124%. При этом оптимальным соотношением белки/углеводы в химическом составе добавки стало 1/1 для Варианта I, 7/5 для Варианта II и 5/7 для варианта III. Тогда как при внесении в Варианты II и III добавки с одинаковым содержанием белков и углеводов выход продукта составил 118% и 119%, соответственно. Это подтверждает вывод о том, что химический состав части добавки, влияющей на структурно-механические свойства фарша, следует подбирать целевым образом, ориентированным на качество основного сырья, например, используя в качестве критерия водородную активность его среды. Хроматографический анализ паровой фазы измельченных фрагментов центральной части батонов показал, что содержание летучих веществ у образцов Варианта II и Варианта III, где вкусоароматические компоненты вносили в фарш отдельно на последнем этапе его составления, в полтора раза превысило их содержание у Варианта I. Это доказывает, что регламент раздельного внесения структурирующей и вкусоароматической частей комплексной добавки является существенным признаком изобретения.

Таким образом, сравнение изобретения с наиболее близким аналогом, характеризующим уровень техники в области его предмета, показывает, что отличительный признак его в части способа внесения добавки является существенным по отношению к техническому результату и реализуется только в совокупности с отличительным признаком изобретения в части самой добавки. Заявителем не выявлено каких-либо известных решений, касающихся аналогичных требований к разделению комплексных пищевых добавок на функциональные части и к способам их внесения в фарш.

Предлагаемое изобретение в промышленном масштабе может быть реализовано, например, путем производства состоящих из двух функциональных частей комплексных пищевых добавок на специализированном предприятии в широком ассортименте вариаций химического состава структурирующей части, предназначенных для использования с мясным сырьем различного качества. Этот ассортимент вариантов позволит на мясоперерабатывающем предприятии, где ведется мониторинг поступающего сырья, периодически приобретать партии таких добавок в количестве с установленным статистическим распределением вариантов назначения. Для расчета технологами колбасно-кулинарного производства мясоперерабатывающего предприятия средневзвешенного значения pH фарша по рецептурам выпускаемой продукции с целью принятия решения о выборе конкретного варианта добавки может быть использована формула, предложенная в [6].

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о возможности осуществления заявленного изобретения с помощью описанных в заявке или известных ранее средств и методов, а также о возможности достижения с помощью него технического результата изобретения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Л.А.Сарафанова. Современные пищевые ингредиенты. Особенности применения. - С.-Пб: «Профессия», 2009.

2. Л.А.Сарафанова. Применение пищевых добавок в переработке мяса и рыбы. - С.-Пб: «Профессия», 2007.

3. ГОСТ Р 52499-2005 «Добавки пищевые. Термины и определения»

4. В.И.Шипулин. Качество мясного сырья и проблемы его переработки // Вестник СевКавГТУ, №1 (5), 2006.

5. И.А.Рогов и др. Биотехнология мяса и мясопродуктов. Курс лекций. - М.: ДеЛи Принт, 2009.

6. Жаринов А.И. Формы связи влаги в мясе и мясопродуктах [Текст] / А.И.Жаринов, Н.А.Соколова // Вестник Аромарос - М. №4. 2004.

7. Вода в пищевых продуктах / Под ред. Р.Б.Дакуорта. - М: Пищевая промышленность, 1980.

8. А.Е.Краснов и др. Информационные технологии пищевых производств в условиях неопределенности. - М.: Изд. ВНИИМП, 2001.

9. С.Д.Шестаков, В.А.Панфилов. Оптимизация режимов «созревания» реологически нестационарных пищевых сред с помощью программируемого вискозиметра // Хранение и переработка сельхозсырья, №7, 2006.

10. С.Д.Шестаков. Технологии кавитационной дезинтеграции в молочном производстве // Молочная промышленность №9, 2007.

11. Б.Н.Тютюнников. Химия жиров. - М.: Пищевая промышленность, 1974

12. А.С.Ратушный и др. Технология продукции общественного питания, т.1. Физико-химические процессы, протекающие в пищевых продуктах при их кулинарной обработке. - М.: Колос, 2003.

Изобретение относится к мясной промышленности, а именно к способам производства мясных продуктов, главным образом колбас и формованных изделий, а также полуфабрикатов из рубленого мяса с комплексными пищевыми добавками. Комплексная пищевая добавка состоит из двух отдельно упакованных частей. Часть добавки, предназначенную для формирования оптимальных структурно-механических характеристик мясного фарша из сырья с большой вариабельностью химического состава и значений показателя рН, вносят после закладки нежирного основного сырья и части воды/льда. Часть добавки, предназначенную для формирования вкусо-ароматических свойств мясопродуктов, вносят после закладки жирного сырья и оставшейся части воды/льда. В качестве критерия выбирают показатель рН с нормальным значением 5,4-6,2 и минимальной вариабельностью химического состава мясного фарша. Способ обеспечивает гарантированное качество готовых изделий посредством раздельного управления технологическими характеристиками фарша, содержащего мясное сырье нестабильного качества с большой вариабельностью химического состава.

Способ внесения комплексной пищевой добавки в фарш в процессе его составления, характеризующийся тем, что комплексная пищевая добавка состоит из двух отдельно упакованных частей, при этом часть добавки, предназначенную для формирования оптимальных структурно-механических характеристик мясного фарша из сырья с большой вариабельностью химического состава и значений показателя рН, вносят после закладки нежирного основного сырья и части воды/льда, а часть добавки, предназначенную для формирования вкусо-ароматических свойств мясопродуктов, вносят после закладки жирного сырья и оставшейся части воды/льда, при этом в качестве критерия выбирают показатель рН с нормальным значением 5,4-6,2 и минимальной вариабельностью химического состава мясного фарша.