СПОСОБ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОЦЕССА НАГРЕВАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК A22C11/00 A23L5/30 

Изобретение относится к способу обработки пищевого продукта, в частности колбасного изделия, с использованием нетрадиционного, в частности омического, нагрева.

Кондуктивный нагрев, называемый также омическим нагревом, представляет собой промышленную альтернативу классическому нагреву пищевых продуктов. Принцип функционирования этого электротермического способа основан на прямом пропускании электрического тока через продукт. При этом пищевой продукт сам выполняет функцию нагревательного сопротивления. Омический нагрев по сравнению с классическим нагревом обладает преимуществом, состоящим в том, что электрический ток нагревает продукт практически без задержки по времени, то есть, как только к продукту прикладывают напряжение. В частности, по существу, немедленно может также начаться нагрев в толще продукта.

Однако проблемой является то, что в случае жидких продуктов с включением твердых кусков вначале нагревается только жидкость, поскольку куски фруктов, овощей или мяса имеют значительно более высокое электрическое сопротивление, чем жидкость. Поэтому ток течет по пути наименьшего сопротивления преимущественно только через жидкие компоненты продукта, которые лишь затем постепенно нагревают куски в соответствии с их теплопроводностью.

Из предшествующего уровня техники с классическим нагревом известно, что фарш набивают в искусственные колбасные оболочки и в устройстве, например в варочном шкафу, водяной бане и т.п. в зависимости от калибра оболочки нагревают до тех пор, пока не будет достигнута желаемая температура в толще продукта. Это темперирование может длиться в течение нескольких часов.

Нагрев в колбасной оболочке имеет следствием то, что при нагреве в подвешенном состоянии из-за массы содержимого оболочки происходит более сильное удлинение в нижней части колбасной оболочки. Кроме неравномерного удлинения можно наблюдать, что концы оболочки становятся острыми или круглыми, и за счет этого при последующем нарезании образуются неодинаковые ломтики. Длительные производственные процессы обуславливают соответственно большие производственные площади, которые из-за длительных сроков обработки в связи с необходимостью щадящего процесса нагрева оказываются фактически загруженными.

В отличие от предшествующего уровня техники задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства для производства пищевого продукта, в котором не возникали бы одна или более из указанных проблем.

В частности, должна быть обеспечена возможность производства формованных пищевых продуктов, которые сохраняют стабильность формы во время нагрева и последующего охлаждения. Такая стабильность формы необходима, например, для того, чтобы нарезать колбасу на одинаковые ломтики для упаковки в нарезке. Кроме того, вследствие снижения потерь жидкости и белков мяса должен повыситься выход продукта.

Согласно настоящему изобретению эта задача решена за счет способа по п. 1 формулы изобретения, тогда как зависимые пункты формулы изобретения относятся к по меньшей мере целесообразным его усовершенствованиям.

В соответствии с этим предусмотрено, что способ обработки включает следующие стадии:

- наполнение стабильной по форме или стабилизированной по форме дополнительными средствами оболочки, состоящей из непроводящего материала, материалом-наполнителем, в частности колбасным фаршем или сходным сырьевым материалом для пищевого продукта,

- закрытие отверстий оболочки проводящими поверхностями, в частности пластинами или заглушками, и

- подача электрического тока через проводящие поверхности и проведение электрического тока через материал-наполнитель.

Кроме того, согласно настоящему изобретению предусмотрено устройство, содержащее:

- стабильную по форме оболочку из непроводящего материала, причем оболочка содержит по меньшей мере два расположенных напротив друг друга отверстия,

- проводящие поверхности, которые закрывают отверстия, в частности пластины и/или заглушки, и

- источник питания для создания электрического тока, который через проводящие поверхности протекает через находящийся в оболочке материал-наполнитель.

В варианте осуществления настоящего изобретения способ предусматривает осуществление известного процесса омического нагрева колбасного фарша или других сырьевых материалов в любой замкнутой форме, поверхности которой состоят из непроводящих материалов и в которых расположенные напротив друг друга отверстия закрыты проводящими поверхностями, пластинами, поршнями или заглушками.

К проводящим затворам, которые выполнены в форме плоских электродов, может быть подведен электрический ток. Функциональный принцип этого электротермического способа основан на прямом пропускании тока через материал-наполнитель. При этом сам пищевой продукт выполняет функцию нагревательного сопротивления.

Омический нагрев по сравнению с классическим нагревом обладает преимуществом, состоящим в том, что электрический ток нагревает продукт практически без задержки по времени, то есть, как только к продукту прикладывают напряжение. Кроме того, следует отметить, что мягко обработанный посредством омического нагрева продукт проявляет заметно меньшие потери (мясного сока) при отварке, чем продукты, нагретые традиционным способом. Омический нагрев обеспечивает одновременный нагрев всего сырьевого материала, тогда как при стандартном термическом нагреве за счет воздействия теплоты по направлению от наружной стороны внутрь наружные слои продукта подвергаются более сильному высыханию. Следствием, кроме меньших потерь, в случае сырьевых продуктов, предварительно обработанных посредством омического нагрева, является больший объем обработанных начинок, обработанных таким образом, что, например, в случае зельца проявляется как оптически лучшая картина на разрезе из-за соотношения мясной начинки к желатину. Неожиданно оказалось, что сырое мясо, предварительно обработанное посредством омического нагрева, в последующем процессе жарки или варки заметно меньше высыхает, и вследствие этого, среди прочего из-за большего объема, обладает более высоким уровнем мягкости. Температура предварительного нагрева сырого мяса должна быть выше 42°C - температуры, при которой начинается денатурация мясного белка.

При предварительной обработке сырьевого материала для производства, например, ливерной колбасы посредством омического нагрева оказалось, произведенные таким образом продукты, кроме более высокого выхода, не имеют негативных отклонений от вареных колбас, произведенных стандартным способом. Не обнаруживается выделения жира или желе. Это позволяет сделать вывод о том, что содержащийся в сыром материале мясной белок полностью используется. Напротив, в случае стандартного нагрева белок теряется с водой из варочного котла, или происходит такое высыхание, что белок становится непригодным для образования белковой сети. Омическим нагревом можно также заменить предварительную обработку в варочном куттере, варочном волчке или варочном котле. Кроме того, существует возможность избежать необходимого в иных случаях добавления эмульгаторов или других вспомогательных средств или добавок.

При производстве указанных вареных колбасных изделий предварительно термически обработанный продукт перемешивают и измельчают. Однако можно также перемешивать и измельчать в соответствии с рецептурой продукт, не прошедший предварительную термическую обработку (сырой). Затем готовую смесь можно довести до нужной температуры посредством омического нагрева. Такой способ обработки гарантирует получение готовых продуктов без выделения жира и желе с желаемой консистенцией и одновременно с высоким выходом.

Для нагрева неупакованных сырых материалов в качестве «формостабильных оболочек» также могут быть предусмотрены средства, которые, например, имеют форму варочного котла. Эти средства также состоят из непроводящего материала или из проводящего материала, однако в качестве нижней границы, боковой границы или крышки содержат одну или более регулируемых контактных поверхностей, расположенных напротив друг друга, через которые может осуществляться подача напряжения. В отличие от варочного котла, необходимо обеспечить, чтобы все приемное пространство было по возможности заполнено без включений воздуха, и чтобы дополнительно был гарантирован плотный контакт обрабатываемого материала с токопроводящими поверхностями, например за счет давления.

Возможна конструкция, когда в центре варочного котла установлен один электрод, а вся наружная оболочка выполняет роль противоположного контакта.

Из вышеуказанного можно сделать вывод, что контакты или контактные поверхности могут иметь различную геометрию - прямые поверхности, изогнутые поверхности, круглые стержни, шары и т.д.

Для равномерного нагрева обрабатываемого материала необходимо, чтобы ток, используемый для обработки, был вынужден как можно более равномерно протекать через все компоненты обрабатываемого материала, который является электрическим сопротивлением.

Например, если в резервуаре для обработки первую контактную поверхность образует расположенный в центре контакт в форме шара, то предпочтительно в качестве второго контакта или контактной поверхности использовать оболочку из проводящего материала, причем оболочка также имеет форму шара или сегмента шара, и этот шар окружает первую контактную поверхность.

Специалисту в данной области техники очевидно, что между контактными поверхностями имеется соответствующее разобщение за счет достаточной изоляции.

Вышеописанный центральный контакт может вызывать перемешивание обрабатываемого продукта за счет своего движения, а также за счет изменения его положения он может попадать в те области обрабатываемого продукта, которые в противном случае не находятся в оптимальном положении относительно контакта, например в случае прямоугольного металлического резервуара как контакта большой площади и противоположного контакта в форме шара. Такой способ обработки сырьевых материалов, которые, как правило, будут перерабатываться дальше, можно осуществить в открытом резервуаре, так как обрабатываемый продукт постоянно перемещается, и возможные включения воздуха лишь в течение короткого времени препятствуют протеканию электрического тока.

Из приведенного выше следует, что в зависимости от формы резервуара для обработки и/или от положения в нем контактных поверхностей можно выбрать оптимальную конфигурацию и положение противоположных контактов.

Если для загрузки обрабатываемого продукта используют резервуар с металлической наружной оболочкой, то металлическая наружная оболочка может одновременно играть роль контактной поверхности. В соответственно непроводящем днище резервуара размещают центральный стержень, который образует противоположный контакт. Такой резервуар может быть сконструирован и использован не только как стационарный, но и как передвижной транспортный, загрузочный, складской или сходный резервуар.

Контактные поверхности могут дополнительно выполнять функции измельчения и/или перемешивания, например иметь конфигурацию ножей. Соответствующие функции, такие как подача напряжения, перемешивание и/или измельчение, могут быть выполнены в соответствующей временной последовательности или одновременно.

После омического нагрева материала-наполнителя проводящие поверхности (пластины и/или заглушки или поршни) могут оставаться в оболочках в качестве затворов, но могут быть удалены, и вместо них могут быть надеты крышки, закрывающие оболочку.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что стабильная по форме оболочка одновременно является исключающей загрязнение транспортной оболочкой для готового продукта, причем оболочка предпочтительно выполнена в форме трубки, так что поперечное сечение оболочки определяет форму продукта. Для улучшения скольжения обрабатываемого продукта его можно поместить в стабильную по форме оболочку, завернув его в упаковочную пленку. За счет соответствующего исполнения оболочки (открытые края или наличие контактов) обеспечивается возможность осуществления подачи напряжения.

Сама оболочка в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения может быть выполнена как стабильная по форме коробка, в которую загружают обрабатываемый продукт.

За счет этого не нужна отдельная транспортная упаковка пищевого продукта в пределах производственного предприятия или для поставки в торговые точки, и значительно снижается опасность загрязнения. В частности, может быть предусмотрено, что полуфабрикаты, еще находящиеся в стабильной по форме оболочке, сразу после процесса нагрева могут быть подвергнуты процессу нарезки или предварительно охлаждены. За счет такого образа действий исключается повторное загрязнение вплоть до извлечения продукта для процесса нарезки.

Если, например, омическому нагреву должна подвергнуться свиная лопатка с костями, то использование вышеупомянутой стабильной по форме оболочки может оказаться проблематичным. Альтернативно или дополнительно в случае обрабатываемого продукта с костями может быть осуществлено применение гибких оболочек, или может быть использована комбинация гибкой и стабильной оболочек. Важно, чтобы продукт был полностью окружен оболочкой, и чтобы ток проходил через весь продукт. Само собой разумеется, что комбинированную гибкую/стабильную по форме оболочку можно использовать и в случае обрабатываемого продукта, не содержащего костей.

В следующем варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что оболочка выполнена в форме трубки, и проводящие поверхности являются плоскими поверхностями, которые образуют поверхности верхнего и/или нижнего оснований трубки.

В случае трубчатого, то есть цилиндрического, исполнения поперечное сечение может иметь, например, круглую, овальную, многоугольную, например четырехугольную, или сердцевидную форму. Благодаря стабильности оболочки по форме при этом возможны самые разнообразные формы поперечного сечения. При таком исполнении в нарезанных продуктах, состоящих из материала-наполнителя, будут содержаться одинаковые ломтики, вплоть до поверхностей, являющихся концевыми.

Трубчатая или сходная продолговатая форма оболочки позволяет особенно простое производство пищевого продукта. Так, для нагрева проводящие поверхности могут быть помещены на отверстия оболочки, и таким образом может быть обеспечен электрический контакт с материалом-наполнителем. После омического нагрева проводящие поверхности могут оставаться в оболочках в качестве затворов или их удаляют, а отверстия в оболочке закрывают крышками. После доставки продукта покупателям (например, в супермаркеты) одно или оба отверстия могут быть снова открыты, например, посредством удаления заглушек или крышек, и готовый продукт выдавливают из оболочки и нарезают. Таким образом можно осуществить особенно эффективное и гигиеничное производство.

Крышки, надеваемые после удаления проводящих поверхностей, можно соединить с оболочкой посредством сварного шва. За счет этого покупателям становится ясно, что пищевой продукт еще не вскрывали.

Крышки могут быть вогнуты вовнутрь и укреплены на оболочке изнутри.

Удаление проводящих поверхностей и надевание крышек можно осуществить под вакуумом. За счет этого можно предотвратить загрязнение продукта.

Если, например, тонкокалиберные продукты, такие как сосиски, необходимо снабдить закруглениями, напоминающими концы колбасной оболочки, то это также возможно, вплоть до стандартных дополнительных продольных канавок в концевых закруглениях, которые возникают при заполнении колбасной оболочки.

Полученные таким образом сосиски или колбасы (говяжья колбаса и т.п.) можно в еще нагретом состоянии вынуть из жестких оболочек, упаковать в товарные упаковки, после чего они нуждаются лишь в очень кратковременном поверхностном нагреве в конечной упаковке, чтобы обезвредить возможные загрязнения, возникшие во время извлечения из жесткой оболочки и упаковки в вакуумные упаковки, пакеты с тузлуком или консервные банки с необязательно предварительно подогретым рассолом.

В следующем варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что заполнение стабильной по форме оболочки осуществляют по направлению к вытесняемой заглушке.

Заполнение форм во избежание включений воздуха должно осуществляться по направлению к вытесняемой заглушке.

В следующем варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что после заполнения использованную заглушку оставляют в форме или надевают и герметично закрепляют защитную крышку.

Как указано выше, защитная крышка может быть надета под вакуумом и/или сварена сварным швом со стабильной по форме оболочкой.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что омический нагрев может осуществляться непрерывно или через определенные интервалы, чтобы выравнивание температуры, то есть процесс выравнивания температуры в обрабатываемом продукте, можно было осуществить уже во время процесса нагрева. Кроме того, нагретый материал-наполнитель внутри или вне стабильной формы для выравнивания температуры в течение определенного времени, в частности в течение по меньшей мере 2 минут, предпочтительно в течение по меньшей мере 10 минут, выдерживают при предварительно заданной температуре, в частности при желаемой температуре в толще готового продукта.

В жидких пищевых продуктах с твердыми кусками вначале нагревается только жидкость, поскольку куски фруктов, овощей или мяса обладают значительно более высоким электрическим сопротивлением, чем жидкость. Поэтому ток по закону наименьшего сопротивления преимущественно течет через жидкие компоненты продукта, тогда как куски нагреваются в соответствии с их теплопроводностью. Вследствие этого необходимо нагретые продукты для выравнивания температуры в течение определенного времени выдержать в среде, температура которой в идеальном случае соответствует желаемой температуре в толще полуфабриката.

В следующем варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что материал-наполнитель до, во время и/или после омического нагрева уплотняют посредством давления, в частности посредством давления, приложенного извне.

Соответственно, после процесса наполнения оболочки можно установить запирающие заглушки и уплотнить материал-наполнитель до и во время омического нагрева до достижения плотной консистенции. За счет этого удается добиться особенно высокой стабильности формы и однородной консистенции готового продукта. Другая возможность состоит в том, что процесс наполнения осуществляют через запирающую заглушку, которая содержит сквозное отверстие.

В следующем варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что оболочка вращается до, во время и/или после омического нагрева.

За счет вращения, которое обычно производят с небольшой частотой вращения, например менее 5 оборотов в минуту, можно более равномерно распределить жидкость внутри материала-наполнителя. В частности, удается избежать скоплений жидкости на нижней стороне, которые затем могут также привести к одностороннему нагреву на нижней стороне.

В следующем варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что оболочка содержит блок из полимерного материала с многочисленными отверстиями или состоит из такого блока.

Такую оболочку можно особенно просто изготовить, и она обеспечивает особенно стабильное хранение материала-наполнителя. При этом блок из полимерного материала может представлять собой упаковку для готового продукта. Таким образом можно несколько пищевых продуктов, например различные колбасы, размещать в одной упаковке. Например, можно разместить в одной упаковке колбасы с различными оттенками вкуса. Их можно по отдельности выдавить через трубчатые отверстия. За счет этого обеспечивается простое и гигиеничное хранение различных пищевых продуктов.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения оболочка может быть выполнена как многоразовая упаковка. После употребления пищевого продукта упаковку можно снова наполнить материалом-наполнителем и нагреть материал-наполнитель по настоящему изобретению.

В следующем варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что заполняют несколько соединенных друг с другом оболочек, которые позже, в частности после омического нагрева, разъединяют.

Например, две оболочки могут быть соединены друг с другом в форме цифры «8», совместно заполнены и нагреты, а затем разъединены.

Например, на блоке из полимерного материала могут быть предусмотрены места разделения, и блок из полимерного материала можно разделить на несколько стабильных по форме оболочек.

Таким образом, удается осуществить особенно эффективное массовое производство пищевых продуктов.

При осуществлении изобретения возникает возможность производить подачу тока через обрабатываемый продукт периодически. При этом за периодом пропускания тока следует период покоя для выравнивания температуры в продукте. Соответствующую длительность периодов можно выбрать в зависимости от свойств продукта, например от его теплопроводности.

Стабильную по форме оболочку после заполнения и омической обработки продукта, содержащегося в оболочке или картридже, сразу же после обработки или через некоторое время можно направить в машину для нарезания ломтиками. После удаления имеющихся заглушек продукт-наполнитель можно выдавить из картриджей и в теплом или охлажденном состоянии разрезать на ломтики. За счет стабилизирующей оболочки обеспечивается то, что, несмотря на при определенных условиях еще не твердую на разрез консистенцию продукта, удается получить ровный контур ломтиков, так как для осуществления разреза выдавливается наружу лишь малая часть продукта. Полученные нарезанные ломтики можно упаковать еще теплыми, и поэтому они нечувствительны к загрязнению. Движение пара при этом происходит от теплого разреза к более холодной окружающей среде.

Описанный выше способ обеспечивает почти полностью автоматическое получение ломтиков и их упаковку, а именно от процесса заполнения картриджей до продажи товара. Необходимые промежуточные стадии, такие как, например, охлаждение упаковки и снабжение ценниками можно без затруднений включить в процесс.

В предпочтительном усовершенствованном варианте способа нетрадиционного нагрева сырьевых материалов для пищевых продуктов по настоящему изобретению, в частности мясных или колбасных продуктов, во время подачи напряжения для пропускания переменного тока обеспечивают перемещение материала-наполнителя относительно проводящих поверхностей, служащих электродами для подачи напряжения, так что омический нагрев, независимо от консистенции материала-наполнителя, происходит равномерно без образования зон местного перегрева или недостаточно нагретых областей.

Дополнительно к вышеуказанному способу подачи напряжения можно перед обработкой разрыхлить структуру крупнокусковых элементов, например кусков ветчины, с помощью многочисленных маленьких ножей (стейкеров), чтобы слои коллагена или жира обуславливали лишь очень малое ответвление электрического тока.

Для дальнейшего усовершенствования способа по настоящему изобретению можно после, во время или до омического нагрева подвергнуть материал-наполнитель высокочастотному нагреву, чтобы обеспечить быстрое достижение и поддержание соответствующей температуры в толще материала-наполнителя.

В случае продуктов, которые пронизаны толстыми слоями жира, например покромка с реберно-брюшной части, постная часть мяса нагревается желаемым образом посредством омического нагрева с вытекающими отсюда преимуществами, такими как, например, улучшенное связывание воды и увеличенный выход продукта. Если в этом случае проводят дополнительную высокочастотную обработку, то и слои жира, которые в противном случае могут недостаточно прогреваться, достигают желаемой температуры, которая, как правило, поддерживается на более низком уровне для предотвращения разрыва жировых клеток, следствием которого является появление топленого жира.

Оказалось, что чисто высокочастотный нагрев имеет ограничения при диаметре материала-наполнителя порядка 10 см. Если в связи с этим высокочастотный нагрев сочетают с омическим прогреванием или омическим нагревом, благодаря образованию направленного пути тока, например в направлении продольной оси сердцевины материала-наполнителя, нагревание может происходить быстрее, и может поддерживаться желаемая температура в толще продукта, что в совокупности сокращает время обработки и повышает эффективность использования энергии. Высокочастотную энергию подают от генератора, который генерирует высокочастотные колебания в диапазоне от примерно 5 МГц до 50 МГц. Эту высокочастотную энергию подают на материал-наполнитель, который предпочтительно находится внутри клетки Фарадея. При этом возможна как периодическая, так и постоянная, то есть непрерывная, обработка.

За счет дополнительной амплитудной или частотной модуляции или сложения высокочастотных колебаний, приведенных к исходному диапазону от 5 МГц до 50 МГц, можно направленно нагреть различные компоненты материала-наполнителя, например постное мясо, жир, мышечные волокна и т.п. За счет этого возникает возможность устранить недостатки процесса нагревания, связанные с различными свойствами электропроводности соответствующих компонентов.

В случае дополнительного и вспомогательного нагрева на основе воздействия высокочастотной энергии материал-наполнитель используют как диэлектрик, находящийся внутри конденсатора колебательного контура. За счет подстройки колебательного контура можно реагировать на различные и при определенных условиях изменяющиеся свойства материала-наполнителя, так что можно обеспечить желаемую надежность процесса.

В усовершенствованном варианте осуществления настоящего изобретения имеется возможность непрерывной обработки посредством омического нагрева, в частности при производстве колбасных изделий. Соответственно, можно обеспечить непрерывное производство, при котором, согласно принципу поршней, за материалом-наполнителем, находящимся в формостабильной оболочке, располагается электродный элемент, к которому с другой стороны примыкает предварительно заданное количество материала-наполнителя, и т.д.

При этом возможна подача напряжения на образующиеся сегменты через электроды, погруженные как поршни, которые при непрерывном движении через формостабильную оболочку образуют электрическое соединение с соответствующими контактами, которые в зависимости от необходимого времени обработки расположены на различных расстояниях и длинах (завинчивающиеся элементы), чтобы через определенный таким образом промежуток времени в зависимости от скорости заполнения во время движения материалов-заполнителей вместе с поршневыми электродами создавать электрический ток в оболочке.

Сквозное движение квазинепрерывной цепи из материала-наполнителя, поршня и т.д. можно обеспечить с помощью подачи под давлением или коммерчески доступного вакуумного колбасного шприца или сходного устройства. Для получения типичных колбасных концов при производстве, например, сосисок можно сформировать контур поршня таким образом, чтобы получить картину круглого конца кишки.

В усовершенствованном варианте осуществления настоящего изобретения обрабатываемый продукт, находящийся внутри оболочки, может быть разделен на отрезки проводящими ограничителями, например дисками из проводящего материала. Эти проводящие ограничители приводят, с одной стороны, к гомогенизации электрического тока и вследствие этого - к выравниванию омического нагрева. С другой стороны, в обрабатываемом продукте образуются отдельные куски с прямым краем, что повышает выход продукта. Наконец, за счет проводящих ограничителей можно выполнить разделение с целью порционирования.

В опытах показано, что продукт, извлеченный из стабильной по форме оболочки после обработки, можно нарезать на ломтики. Однако в зависимости от консистенции обрабатываемого продукта возникает опасность деформации нарезанных ломтиков. Согласно настоящему изобретению, можно выдвинуть обрабатываемый продукт из оболочки или прямоугольной формы на такое расстояние, чтобы обрабатываемый продукт встретился с ограничителем, который обычно представляет собой плоскую поверхность стопорного устройства. Продукт на этом пути стабилизируется поверхностью стопорного устройства, и его можно нарезать на ломтики без деформации. Другая соответствующая стабилизация формы возможна за счет того, что поверхность стопорного устройства содержит отверстия малого диаметра или состоит из мелкоячеистой сетки. С помощью вакуума отрезанный ломтик можно зафиксировать на поверхности, так что можно стабилизировать даже лабильный продукт. В случае необходимого автоматизированного процесса стопорное устройство одновременно может использоваться как средство для перемещения удерживающегося на ее поверхности ломтика продукта, например в товарную упаковку. Тем самым исключается контакт рук с продуктом, в частности с соответствующим ломтиком.

Нарезание обрабатываемого продукта на ломтики или соответствующие плоские куски можно осуществить за счет того, что, как только продукт выдвигается из стабилизирующей его форму оболочки, начинают вращательное движение продукта. Вследствие вращательного движения в сочетании с подачей ножа осуществляется движение резания в отсутствие возникающего в противном случае трения, которое проявляется как «хвостики» на продукте. Что касается используемого ножа, то речь может идти об ультразвуковом ноже. Кратко описанную выше технологию нарезания на ломтики или куски предпочтительно можно реализовать без загрязнений, так как продукт сразу же после выдвигания из оболочки подвергается желаемому разрезу. Соответственно, загрязнение исключается в связи с отсутствием контакта с руками.

Если с помощью нетрадиционного, в частности омического, нагрева обрабатывают парное мясо, то возникает эффект, состоящий в том, что при последующем процессе обжарки или отваривания предварительно обработанное таким образом парное мясо меньше высыхает и имеет более высокий уровень мягкости. При этом температура предварительной обработки парного мяса посредством предпочтительного омического нагрева должна быть выше 42°C - температуры, при которой начинается денатурация мясного белка. Парное мясо, обработанное посредством омического нагрева в виде куска, можно соответствующим образом упаковать для продажи конечному потребителю, и там оно подвергнется заключительной стадии приготовления, в частности стадии жарки для образования корочки. За счет этого желаемая мягкость продукта регулируется репродуцируемым образом и не зависит от умения или оборудования при окончательном приготовлении мяса.

Кроме описанного выше положительного эффекта омического нагрева на парное мясо, полученное в рамках обычного процесса убоя и разруба, еще одним положительным эффектом омического нагрева перед возникновением трупного окоченения является прекращение нежелательных биохимических процессов. Это можно объяснить денатурацией белка, происходящей при указанной температуре обработки, превышающей 42°C, и предотвращением или исключением нежелательного холодного или горячего шортенинга.

Хотя в приведенном выше описании принципиально рассмотрена обработка мясных и колбасных изделий, само собой разумеется, что посредством омического нагрева возможна и обработка других пищевых продуктов, например сыра, тофу и т.п. С одной стороны, омический нагрев можно выполнить в резервуарах, которые в дальнейшем реализуют как баночные консервы. Находящийся в резервуаре и заполняющий его продукт нагревают, например, в банке из непроводящего материала через проводящую крышку и после этого упаковывают без загрязнения. Принципиально омический нагрев служит и для обработки таких сырьевых материалов для пищевых продуктов, которые подвергаются дальнейшей обработке, например нагрев мяса для производства ливерной колбасы, говяжьей солонины и др. За счет целенаправленного выбора температуры можно предварительно отрегулировать свойства обработанного сырьевого материала, например для производства котлет, так, чтобы обеспечить получение определенного целевого свойства, например хорошей сочности при рыхлой консистенции.

В примере осуществления настоящего изобретения, а именно при обработке фарша для сырокопченых колбас, осуществляют следующую процедуру. В характерном случае фарш для сырокопченых колбас для получения четкого рисунка и для предотвращения образования жирной пленки набивают в оболочку в холодном состоянии. Затем заготовки перемещают в климатическую камеру, в которой фарш для сырокопченых колбас темперируют. Температура обеспечивает активацию микроорганизмов и закисление колбасного фарша. Обычно температура в климатической камере в течение этого периода обработки лежит в диапазоне от 22°C до 28°C. Как только значение pH материала для сырокопченой колбасы достигает изоэлектрической точки с высокой готовностью к влаговыделению, соответствующей значению pH, примерно равному 5,3, начинают сушку заготовок. Однако до достижения изоэлектрической точки поверхность колбасы не должна подсыхать, так как в противном случае образуется так называемая сухая корка, которая в конечном итоге влияет на влаговыделение или прекращает его.

Высокая влажность воздуха, имеющаяся в этот период в стандартных климатических камерах, совместно с относительно высокими температурами способствует размножению и заселению нежелательных микроорганизмов или плесневых и дрожжевых грибов на поверхности колбасы. Ошибки, допущенные во время этой фазы выравнивания температуры и закисления, длящейся от 1 до 3 дней, могут совместно оказать решающее влияние на качество производственной партии.

Колбасную массу, которую опять в очень холодном состоянии набивают в формы, можно подвергнуть длительному дополнительному уплотнению за счет затворов и давления. Чем плотнее прилегают друг к другу отдельные частицы в готовом продукте, тем насыщеннее по цвету выглядит продукт. Согласно примеру осуществления настоящего изобретения, затем проводят омический нагрев до указанных выше температур, лежащих в диапазоне от 22°C до 28°C. Так как фарш в течение первых одного-трех производственных дней должен быть подкислен исключительно для образования желе, то фарш - необязательно под давлением - может оставаться в формах, так что на полуфабрикат не может быть оказано влияние извне, например загрязнение микроорганизмами. Для поддержания постоянной температуры плотно закрытые формы могут временно находиться в кондиционируемом помещении или в водяной бане. После достижения желаемой изоэлектрической точки можно вынуть уже затвердевшие заготовки из форм и сушить, коптить или обеспечивать их созревание в известных климатических камерах.

За счет такой последовательности производственных стадий согласно примеру осуществления настоящего изобретения можно избежать загрузки климатических камер во время первой производственной фазы. Исключается расход энергии, необходимой для кондиционирования камер. За счет возможного создания дополнительного и высокого давления на колбасный фарш во время первой фазы обеспечивается положительная поддержка формирования консистенции материалов для сырокопченой колбасы. Во время процесса наполнения оболочек холодным фаршем для сырокопченой колбасы можно избежать узких просветов заполнения (например, при заполнении гибкой оболочки), что способствует получению четкого рисунка сырокопченой колбасы и оптимальной готовности к влаговыделению. Кроме того, осуществляется противодействие образованию обусловленной мягким жиром (слизистой) жирной пленки.

Согласно следующему примеру осуществления настоящего изобретения, обработка изделий в колбасной оболочке также может быть оптимизирована за счет омического нагрева. Так, можно поместить жгут колбасного фарша в оболочковую форму, в частности в полуформу. За счет наложения точно соответствующей по форме покровной оболочки осуществляется распределение колбасного фарша таким образом, что он равномерно распределяется между встроенными в оболочки токопроводящими участками. За счет сближения с токопроводящими ограничителями при наложении или надевании покровной оболочки обеспечивается желаемое равномерное распределение и вытеснение фарша. После или во время контакта контактирующих половин формы начинают пропускание тока. После очень короткого времени обработки можно вынуть уплотненные таким образом заготовки из формы. Само собой разумеется, что перед загрузкой фарша в оболочки на внутренние стороны оболочек можно нанести материал для обработки поверхностей, например так называемый коптильный порошок или вкусовую добавку.

Размещение оболочек может состоять не только из нескольких расположенных рядом друг с другом путей, но и из нескольких элементов, которые находятся в постоянном движении через колесо. Разъединение нагретых заготовок моет осуществляться во время контакта оболочек или пластин. За счет такой одновременной обработки обеспечивается то, что заготовки после извлечения из оболочек/пластин расположены упорядоченно, и их можно перенести подходящим захватывающим устройством в соответствующие упаковки.

Устройство такой конструкции можно также использовать для уплотнения продуктов, которые помещены в проводящую (натуральную) оболочку. За счет сжатия контактных элементов осуществляется разделение между участками полуфабриката, так что после обработки током можно извлечь уплотненные заготовки. Во время собственно обработки током заготовки находятся под давлением, так что обеспечивается приобретение ими желаемой твердой консистенции. Соответствующую форму или диаметр готового продукта можно получить за счет придания формы вышеуказанным оболочкам или полуоболочкам. Подача тока или контактов может быть, по существу, любой. Оболочки или полуоболочки, принимающие жгут фарша, могут состоять из непроводящего материала или могут быть снабжены изолирующим слоем. За счет этого можно отделить формообразующие компоненты от контактных компонентов и оптимизировать их по отдельности.

По результатам проведенных ранее исследований осталось указать, что омический нагрев за счет одновременного и очень быстрого нагревания соответствующего продукта, по существу, во всех участках продукта обеспечивает то, что микроорганизмы не могут приспособиться к измененной температуре окружающей среды, как это неизбежно происходит при медленном нагревании. За счет этого нагрузка микроорганизмами меньше по сравнению со стандартной пастеризацией или консервированием. Кроме того, повреждение продукта при омической термообработке из-за лучшего образования белковой сети и меньшей скорости высыхания меньше, чем в случае обычных, традиционных способов термообработки. Нагретые и быстро упакованные продукты могут при последующей известной обработке высоким давлением в изолированном загрузочном резервуаре за счет повторного воздействия тепла и давления стать настолько безопасными, что в результате происходит, по существу, их консервирование без возникающих в противном случае отрицательных изменений вкуса из-за воздействия высоких температур. Поэтому избранные продукты можно продавать без охлаждения, причем по качеству и вкусу они будут сопоставимыми с приготовленными стандартными способами, но подлежащими охлаждению продуктами.

Также с помощью омического нагрева можно одновременно нагревать все участки пищевого продукта, в частности мяса и мясных продуктов, так, что за счет нагревания содержащиеся в продукте белки подвергаются необратимой денатурации. Изделия, которые с целью повышения качества предварительно были подвергнуты лишь малому омическому нагреву до примерно 55°C, например сардельки для жарения, копченая присоленная свинина, жаркое и т.п., можно в дальнейшем нагреть для последующего потребления до желаемой температуры потребления, и они обладают потребительскими, пищевыми и вкусовыми свойствами, по меньшей мере сопоставимыми с продуктами согласно предшествующему уровню техники. Предварительно слабо нагретые продукты обладают преимуществом, состоящим в том, что желаемый уровень мягкости, желаемая сочность, то есть связывание воды, за счет предварительного равномерного нагрева остаются более высокими, чем у таких же продуктов, состоящих из необработанных композиций.

При практическом применении способа по настоящему изобретению оказалось, что преимуществом является увеличение поверхности обрабатываемого продукта, через которую подается равномерный ток. Сухожильные пластинки или сухожильные тяжи, слои жира или сходные снижающие ток компоненты, предварительно вскрывают, например разрезают ножом. За счет этого образуется структура, оптимизированная для проникновения жидкости в местах разреза. Продукты, обрабатываемые посредством омического нагрева, предпочтительно предварительно присаливают и/или шприцуют солевым раствором. Через отверстия, созданные ножом, соответствующая соль и/или жидкость может проникать внутрь продукта и вызывать оптимизирующие ток изменения, так что происходит равномерное нагревание и слоев, окруженных коллагеном или жиром. После обработки посредством омического нагрева места произведенных разрезов не видны и не являются дефектами. Продукты, обработанные посредством омического нагрева, можно отнести к ассортиментной группе изделий. Поэтому ассортимент продуктов, подлежащих обработке по настоящему изобретению, включает обработанное (маринованное, соленое) или необработанное мясо для жарки или варки и сами по себе известные колбасные или мясные изделия, как объяснено выше.

Изобретение относится к способу обработки пищевых продуктов, в частности мясных или колбасных изделий, с использованием нетрадиционного процесса нагревания, более конкретно омического нагрева. Способ предусматривает наполнение стабильной по форме или стабилизированной по форме дополнительными средствами оболочки, состоящей из непроводящего материала, материалом-наполнителем, в частности колбасным фаршем или сходным сырьевым материалом для пищевого продукта, закрытие отверстий оболочки проводящими поверхностями, в частности пластинами, поршнями или заглушками, и подачу переменного электрического тока через проводящие поверхности и проведение электрического тока через материал-наполнитель при перемещении материала-наполнителя относительно проводящих поверхностей для равномерного омического нагрева. 15 з.п. ф-лы.

1. Способ обработки пищевого продукта, в частности мясных или колбасных изделий, посредством нетрадиционного нагрева, включающий следующие стадии:

наполнение стабильной по форме или стабилизированной по форме дополнительными средствами оболочки, состоящей из непроводящего материала, материалом-наполнителем, в частности колбасным фаршем или сходным сырьевым материалом для пищевого продукта,

закрытие отверстий оболочки токопроводящими поверхностями, в частности пластинами, поршнями или заглушками, и

подача переменного электрического тока через токопроводящие поверхности и проведение электрического тока через материал-наполнитель при перемещении материала-наполнителя относительно токопроводящих поверхностей для равномерного омического нагрева.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стабильная по форме оболочка одновременно является упаковкой, предотвращающей загрязнение, в частности транспортной упаковкой для готового продукта, причем оболочка предпочтительно имеет такую форму, что поперечное сечение оболочки определяет форму продукта.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оболочка имеет форму трубки, а токопроводящие поверхности являются плоскими поверхностями, которые образуют нижнее и верхнее основания трубки.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наполнение оболочки осуществляют по направлению к вытесняемой заглушке, и/или после наполнения надевают и герметично закрепляют крышку.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после омического нагрева нагретый материал-наполнитель для выравнивания температуры в течение определенного времени, в частности в течение примерно 2 минут, предпочтительно в течение по меньшей мере 10 минут, выдерживают при предварительно заданной температуре, в частности при желаемой температуре в толще готового продукта.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что материал-наполнитель до, во время и/или после омического нагрева уплотняют с использованием давления, в частности с использованием давления, приложенного извне.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оболочка во время омического нагрева вращается.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сырьевые материалы, нагретые посредством омического нагрева, затем в теплом или снова охлажденном состоянии измельчают, перемешивают или повторно загружают, и за счет предварительной обработки предотвращается выделение желе или жира в готовом продукте.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заполняют несколько соединенных друг с другом оболочек, которые впоследствии, в частности после омического нагрева, разъединяют.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после, во время или до омического нагрева или разогрева материала-наполнителя проводят высокочастотный нагрев, что обеспечивает более быстрое достижение и поддержание соответствующей температуры в толще материала-наполнителя.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что высокочастотную энергию получают и подают на материал-наполнитель в форме колебаний с частотой, лежащей, по существу, в диапазоне от 5 МГц до 50 МГц, причем за счет дополнительной амплитудной или частотной модуляции могут быть целенаправленно нагреты различные компоненты материала-наполнителя.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что материал-наполнитель помещают в качестве диэлектрика в конденсатор колебательного контура и нагревают.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стабильная по форме оболочка содержит покрытие, в частности внутреннее покрытие.

14. Способ по п. 4, отличающийся тем, что заполнение оболочки осуществляют по направлению к вытесняемой токопроводящей заглушке или по принципу поршня после заполнения размещают в оболочке токопроводящую заглушку или токопроводящую разделительную пластину, которая ограничивает следующий заполняемый участок со следующей токопроводящей заглушкой или токопроводящей разделительной пластиной.

15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что материал-наполнитель выдвигают из оболочки и прижимают к стабилизирующему ограничителю хода, а также нарезают на ломтики.

16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обрабатываемый продукт, являющийся мясным изделием, подвергают такому равномерному омическому нагреву, что в парном мясе в течение предварительно заданного промежутка времени поддерживаются температуры, превышающие 42°С, для предотвращения снижения качества из-за биохимических процессов и для сохранения уровня мягкости обрабатываемого продукта даже при последующих процессах жарки или варки.