Патент на изобретение №2245624
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЯСОПРОДУКТОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к мясной промышленности, в частности к способам посола мяса при производстве мясопродуктов, например колбасных изделий или изделий из цельномышечного сырья. Способ включает приготовление посолочного рассола, включающего поваренную соль, активирование рассола путем проточной обработки в корпусном кавитационном реакторе или порционной обработки в бескорпусном кавитационном реакторе и смешивание активированного рассола с мясным сырьем. При этом активирование рассола осуществляют при отношении максимальной внутри реактора амплитуды давления акустической волны в пределах от 2 до 23 к значению гидростатического давления в реакторе. Смешивание полученного таким способом активированного посолочного рассола с мясным сырьем может осуществляться в процессе измельчения сырья путем дозирования активированного посолочного рассола в предварительно измельченное мясо, шприцеванием цельномышечного мяса активированным посолочным рассолом или путем погружения цельномышечного мяса в активированный посолочный рассол. Способ обеспечивает исключение из посолочного рассола, а следовательно, и из конечного продукта неорганических влагоудерживающих и цветостабилизирующих добавок либо снижение их содержания, снижение содержания вкусовых и консервирующих добавок, в частности поваренной соли, а также сокращение времени посола при сохранении традиционного вкуса и внешнего вида готового продукта. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.
Изобретение относится к мясной промышленности, в частности к способам посола мяса при производстве мясопродуктов, например колбасных изделий или изделий из цельномышечного сырья. В технологической практике мясной промышленности посол мяса подразделяют на кратковременный и длительный. Длительность процесса посола определяется степенью измельчения мясного сырья. Чем эта степень выше, тем быстрее происходит проникание посолочных веществ в ткани и экстракция из них соле- и водорастворимых белков, содержание которых в рассоле определяет технологические свойства посоленного мясного сырья и потребительские качества готового продукта. Таким образом, кратковременный посол применяется для измельченного сырья, например, при производстве колбас, а длительный – при производстве цельномышечных изделий, таких как окорок, ветчина, корейка, грудинка и т.п. Основной задачей посола является формирование вкуса, цвета, влагосвязывающей (влагоудерживающей) способности мясного сырья, а в случае приготовления фарша для колбасных изделий – еще и его пластичности, от которой зависит консистенция и выход готовых изделий. Регулируют перечисленные свойства путем изменения количества вводимых в сырье посредством посола пищевых консервирующих, цветостабилизирующих и влагоудерживающих добавок (поваренной соли, нитритов, фосфатов и т.п.), а также продолжительности выдержки мяса в посоле. Процесс посола включает этапы приготовления посолочной смеси и смешивания ее с мясным сырьем. Известна также посолочная смесь, содержащая соль поваренную пищевую, нитрит натрия, фосфаты пищевые и мальтодекстрин в соотношении 1:0,1:0,03:0,04 [патент RU 2102890 C1, 27.01.1998]. Недостатком использования указанной посолочной смеси также является большая продолжительность выдержки мяса в посоле, а также содержание в посолочной смеси большого количества фосфатов и нитрита натрия. Широко известно, что используемые в мясных продуктах нитрит натрия (в качестве цветостабилизирующей и консервирующей добавки), фосфаты (в качестве влагоудерживающих добавок), повышенное количество хлорида натрия (как консерванта) приводит к повышению экологической опасности получаемых мясных продуктов вопреки развивающейся в пищевой промышленности концепции производства продуктов здорового питания. Известен способ посола мяса [патент RU 221914 С2, 27.08.2003], включающий шприцевание мяса рассолом, содержащим поваренную соль, нитрит натрия, пищевые фосфаты, сахар, аскорбиновую кислоту и воду, с последующей механической обработкой тумблированием в течение 10-12 часов циклами в заданном режиме. Недостатком данного способа посола является высокая энергоемкость, длительность, использование для посола нитрита натрия и фосфатов, а также то, что этот способ используется только для посола цельномышечных мясных продуктов. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ посола мясопродуктов, например окороков, включающий размещение мясопродукта в емкости, вакуумирование емкости, прокалывание мясопродукта иглами и последующее его вакуумирование. При реализации способа в емкость закачивают рассол и производят вакуумирование, затем рассол подвергают ультразвуковым колебаниям, а продукт – вибрации. После удаления продукта производят дополнительную вибровакуумную обработку мясопродукта [авт. св. SU 1717063 A1, 07.03.1992]. Недостатком данного способа является то, что ультразвуковой обработке подвергается как рассол, так и само мясное сырье, что наряду с интенсификацией процесса экстракции соле- и водорастворимых белков в рассол приводит к известным эффектам денатурации белков под воздействием энергии колебаний [Эльпинер И.Е. Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие. – М.: ИФ-МЛ, 1963. – 420 с.: ил.], что может привести к потере белка в процессе последующей термообработки и ухудшению потребительских качеств продукта. Техническим результатом изобретения является исключение из посолочного рассола, а следовательно, и из конечного продукта неорганических влагоудерживающих и цветостабилизирующих добавок либо снижение их содержания, снижение содержания, вкусовых и консервирующих добавок, в частности поваренной соли, а также сокращение времени посола при сохранении традиционного вкуса и внешнего вида готового продукта. Указанный технический результат достигается тем, что при посоле мяса для приготовления мясопродуктов осуществляют: приготовление посолочного рассола, включающего поваренную соль; активирование рассола путем проточной обработки в корпусном кавитационном реакторе или порционной обработки в бескорпусном кавитационном реакторе; смешивание активированного посолочного рассола с мясным сырьем. При этом активирование рассола осуществляют при значении отношения максимальной внутри реактора амплитуды давления акустической волны к гидростатическому давлению в реакторе в пределах от 2 до 23. Для приготовления колбасных изделий смешивание активированного посолочного рассола с мясным сырьем осуществляют одновременно с измельчением мяса или путем введения активированного посолочного рассола в предварительно измельченное мясо. Смешивание активированного посолочного рассола с мясным сырьем может быть осуществлено также путем шприцевания цельномышечного мяса активированным посолочным рассолом или путем погружения цельномышечного мяса в активированный посолочный рассол, в том числе сопровождающегося прокалыванием мяса. Способ дает возможность повторного использования посолочного рассола путем повторного активирования утилизированного рассола описанным способом и использования описанным способом. Мясной продукт, полученный заявляемым способом, удовлетворяет современным требованиям продукта здорового питания, не содержит фосфатов и нитритов вовсе или содержит их в меньшем количестве, а также содержит меньшее количество поваренной соли. При этом традиционный вкус и внешний вид мясного продукта не ухудшаются. Из уровня техники известна ультразвуковая обработка воды в кавитациионном режиме в способе обработки зерна перед закладкой на хранение (см. патент RU 2171568 С1, 10.08.2001). Однако в указанном выше способе ультразвуковую обработку воды используют для улучшения мукомольных свойств зерна: общего выхода муки, вымалываемости оболочек, а также снижения микробиологической загрязненности получаемой из этого зерна муки. Кроме того, в предлагаемом способе посолочный рассол активируют в корпусном или бескорпусном кавитационном реакторе, описанном в книге [Шестаков С.Д. Основы технологии кавитационной дезинтеграции. Теория кавитационного реактора. – М.: ЕВА-пресс, 2001. – 173 с.]. Аппарат, изображенный на рисунке в описании к патенту RU 2171568 С1, 10.08.2001, не является кавитационным реактором по определению, данному в этой книге, так как его резонансные ячейки не изолированы друг от друга во избежание взаимного интерференционного гашения возникающих в них контрафазных цилиндрических и плоских волн, приводящего к снижению эффективности кавитации. Как известно, для возбуждения кавитации в жидкости амплитуда Ар давления в пучности упругой акустической волны должна быть выше некоего своего для каждой жидкости порогового значения, зависящего от термодинамических, механических и химических свойств этой жидкости и гидростатического давления Рh в ней. Основной динамический показатель явления кавитации – импульс давления, генерируемый кавитационным пузырьком в фазе его коллапса, являющейся отрезком времени, в котором радиус кавитационного пузырька меньше его радиуса при Ph. Этот показатель описывается функцией, получаемой путем решения системы дифференциальных уравнений пульсации кавитационного пузырька во внешнем акустическом поле [см. Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. – М.: Мир, 1974. – 348 с.: ил.]. В свою очередь, максимальное время между фазами коллапса кавитационного пузырька, выражаемое в долях периода упругой акустической волны Т, является функцией Ар Все приведенное выше является уровнем современных знаний в области предмета изобретения. Следующее было установлено при проведении исследований процесса кавитационной активации растворов посолочных веществ для посола мясного сырья, являющегося предметом настоящего изобретения. Во-первых, продолжительность фазы коллапса Тc, выраженная в относительных единицах к длительности периода Т акустической волны, слабо зависит от радиуса покоя кавитационных пузырьков и с достаточной для практического использования точностью пропорциональна с коэффициентом пропорциональности, равным 0,04 первой производной по относительной амплитуде давления Во-вторых, один из всех импульсов давления, генерируемых кавитационным пузырьком за время Т, становится значимо превышающим остальные по величине в этот же период, начиная с амплитуды давления Ар=2·Рh. Отсюда сделан вывод, что режим эффективной кавитации находится в пределах значений амплитуд в пучности давления акустической волны, ее порождающей, при которых значение продолжительности коллапса не превышает значения, соответствующего давлению 2·Рh. Из фиг.1 видно, что этот диапазон составляет Ар: {2·Php<23·Ph}. В-третьих, внутри указанного диапазона кавитационное воздействие практически не зависит от величины полной энергии, рассеиваемой в реакторе, так как при ее варьировании за счет изменения Ар меняется лишь соотношение потенциальной и кинетической энергии, что происходит при значимом изменении значения кинетической энергии и малозначимом – потенциальной. Поэтому принято, что количество энергии, необходимой для активирования в указанном диапазоне, зависит только от продолжительности воздействия где: Поскольку органолептическая оценка вкуса продукта и консервирующие свойства солей определяются не их общим содержанием, а содержанием ионов, на которые эти соли диссоциируют, то количество солей при производстве мясных продуктов с использованием посола кавитационно-активированными рассолами может быть уменьшено и принято равным (1- В-третьих, время Изобретение направлено на создание способа посола мяса, в том числе шрота и фарша для производства колбас, удовлетворяющего современным требованиям продукта здорового питания – пониженному содержанию в них потенциально опасных для здоровья человека неорганических консервирующих, цветостабилизирующих, вкусовых и влагоудерживающих добавок. На фиг.1 точками показана дискретная зависимость длительности фазы коллапса кавитационного пузырька Тс в насыщенном растворе натрия хлорида от относительной амплитуды давления акустической волны где r – безразмерный радиус пузырька; t – безразмерное время. Разброс полученных значений обусловлен погрешностью численного интегрирования методом Рунге-Кутта с переменным шагом по итерационной процедуре поэтапного приближения решения. Пунктирная кривая – аппроксимирующий полином 5-го порядка, сглаживающий точечное множество Тс=f(аp), построенный методом наименьших квадратов. Сплошная линия – эмпирическая функция: где: Те – длительность фазы расширения, когда радиус пузырька больше радиуса покоя или r>1. Тонкими пунктирными линиями показан графический расчет обоснования выбранного диапазона относительных амплитуд давления в пучности акустической волны, порождающей кавитацию в реакторе. На фиг.2 приведены точечные множества, полученные экспериментально-расчетным путем для насыщенного раствора натрия хлорида, обработанного при Т=22000-1 с и различных значениях Предлагаемый способ может быть проиллюстрирован следующим примером реализации. В качестве аппарата для приготовления насыщенного раствора поваренной соли может быть использован солерастворитель марки ХСР-3-0,6Р, для его транспортирования пищевой центробежный насос модели КМ32-22-120, а для активирования – аппарат кавитационной дезинтеграции жидких пищевых сред типа “Сиринкс 4000” (СИТБ. 443146.002 ТУ). Совместное использование этих устройств позволяет обеспечить приготовление концентрированного раствора поваренной соли, очистку его от нерастворимых примесей, а также кавитационную дезинтеграцию. Кавитационная дезинтеграция рассола приводит к распаду конгломератов молекул солей, связанных в свежеприготовленном растворе силами Ван-дер-Ваальса, на отдельные молекулы. Действию также подвергаются ассоциаты воды, образованные водородными связями мономолекул между собой. В результате они разрушаются, что усиливает растворяющую и диссоциирующую способность воды. Кавитационное воздействие также ускоряет диссоциацию молекул солей и еще более увеличивает химическую активность воды за счет образования ионов H3C+ и ОН–. При этом также происходит отрыв электронов с внешних орбит молекул солей под действием энергии кавитации, что препятствует дальнейшему их объединению в ассоциаты. Свободные электроны, приобретая гидратные оболочки из мономолекул воды, ведут себя как сольватированные ионы, и могут существовать достаточно долго, пока не отдадут свой заряд заземленным частям камер кавитационных реакторов. Такие эффекты нельзя получить альтернативными методами активации, например электрохимической активацией. В процессе энергетического обмена компонентов активированного рассола с сырьем там образуются комплексные ионы с увеличенным положительным зарядом, что позволяет связать в их гидратных оболочках больше мономолекул воды. Мономолекулы воды, оставшиеся свободными от этих связей, гидратируют белки сырья. Соли активированного рассола, менее способные к объединению в ассоциаты и конгломераты, лучше распределяются в сырье. В воде под действием кавитации также синтезируется перекись водорода, которая, разлагаясь на ферментах сырья с выделением энергии, способствует улучшению его качества за счет ускорения созревания, смещения pH в щелочную область, а также ведет к снижению активности бактерий. Непосредственное воздействие на микробные тела потенциальной энергии кавитации в процессе активации рассола приводит к разрушению их клеточных оболочек. Таким образом, кавитационная обработка рассолов позволяет сократить время посола, улучшить качество сырья и конечного продукта, подавить процесс жизнедеятельности вредных микроорганизмов, увеличить количество связанной влаги в продукте, что позволяет сократить количество поваренной соли, нитритов и фосфатов либо исключить нитриты и фосфаты из продукта вовсе. Источником акустических колебаний в реакторе аппарата типа “Сиринкс 4000” является электроакустический магнитострикционный преобразователь типа ПМС-15-22 рабочей частотой 22000 Гц и с амплитудой колебательного смещения рабочего торца А Учитывая, что электроакустический КПД магнитострикционных преобразователей составляет ~50% [Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. – М: ИИЛ, 1956. – 726 с.: ил.], пользуясь известным соотношением Ар= Паспортная производительность Q аппарата для кавитационной дезинтеграции по активированию составляет до 250 л/ч, объем Vr цилиндрического корпусного кавитационного реактора плоской волны в аппарате равен 9,5·10-4 м3. Длина L магистрали подачи рассола с диаметром D=9·10-3 м от реактора до емкости с сырьем составляет 2,4 м. Отсюда можно вычислить В качестве устройства для кавитационной дезинтеграции можно также использовать аппарат типа “Ультрамикс 4000” (СИТБ. 443124.004 ТУ), содержащий бескорпусной кавитационный реактор. В этом случае рассол для активирования будет заливаться порционно в объеме 0,09 м3 в смесительный резервуар аппарата. Ниже приведены примеры конкретного использования изобретения при различных способах смешивания мясного сырья с рассолом. Пример 1. Посол мяса активированным насыщенным раствором каменной поваренной пищевой соли по ГОСТ-Р 51574-2000 в процессе измельчения в сравнении с традиционным посолом сухой солью. Изделие по ГОСТ 23670-79 – колбаса вареная “Докторская”, высший сорт. Измельчение кускового мяса и его смешивание с рассолом осуществляли в эмульситаторе FD 2/70 изг. Karl Schell с последующей обработкой с остальными компонентами рецептуры, включая раствор нитрита натрия, и вакуумированием в куттере К 324 изг. Seydelmann. Термообработку производили в термокамере изг. Fessmann. Количество воды, попадающей в сырье с рассолом, рассчитывали как отношение содержания соли в рецептуре к весу соли, насыщающей 1 кг воды при температуре +4°С, равному 0,263 кг, как 2,09:0,263
Пример 2. Посол предварительно измельченного мясного сырья активированным насыщенным раствором каменной соли (поваренной пищевой по ГОСТ-Р 51574-2000) в сравнении с традиционным посолом сухой солью. Изделие по ГОСТ 23670-79 колбаса вареная “Молочная”, высший сорт. Измельчение мяса до шрота с размером частиц ~15…20 мм осуществляли на волчке РМ-3000. Шрот загружали в лопастную мешалку, куда в процессе его перемешивания подавали активированный рассол или сухую соль. Перемешивание осуществляли в течение 2…3 мин. Перед составлением фарша мясо сухого посола выдерживали в течение 12 часов, мокрого – 4 часа. Дальнейшее измельчение и составление фарша производили в куттере К 324 изг. Seydelmann, а термообработку – в термокамере изг. Fessmann. В таблице 2 приведены среднестатистические данные по 10 партиям изделий общей массой сырья по 100 кг.
Пример 3. Посол цельномышечного мяса путем шприцевания активированным рассолом в сравнении с обычным рассолом. Изделие – карбонад “Юбилейный” из свинины полужирной. Шприцевание производили на инъекторе PRESTOMAT P1 24/48, а массирование – на массажере VACOMAT 750 изг. Eller. В таблице 3 приведены среднестатистические данные по 30 изделиям.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о возможности осуществления заявленного изобретения с помощью описанных в заявке или известных ранее средств и методов, а также о возможности достижения указанного выше технического результата при воплощении совокупности признаков изобретения.
Формула изобретения
1. Способ посола мяса, характеризующийся тем, что осуществляют приготовление посолочного рассола, включающего поваренную соль, активирование рассола путем проточной обработки в корпусном кавитационном реакторе или порционной обработки в бескорпусном кавитационном реакторе, смешивание активированного посолочного рассола с мясным сырьем, при этом активирование рассола осуществляют с отношением максимальной внутри реактора амплитуды давления акустической волны к гидростатическому давлению в реакторе в пределах 2 – 23. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для приготовления колбасных изделий смешивание активированного посолочного рассола с мясным сырьем осуществляют в процессе измельчения мясного сырья. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для приготовления колбасных изделий смешивание активированного посолочного рассола с мясным сырьем осуществляют введением активированного посолочного рассола в предварительно измельченное мясное сырье. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание активированного посолочного рассола с мясным сырьем осуществляют шприцеванием цельномышечного мяса активированным посолочным рассолом. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание активированного посолочного рассола с мясным сырьем осуществляют путем погружения цельномышечного мяса в активированный посолочный рассол. 6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что для посола мясного сырья используют утилизированный посолочный рассол после его повторной активации в кавитационном реакторе. 7. Мясной продукт, полученный по любому из пп. 1-6.
РИСУНКИ
QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью «Астор-С»
Лицензиат(ы): Закрытое акционерное общество «Вологодский мясокомбинат»
Договор № РД0018556 зарегистрирован 13.02.2007
Извещение опубликовано: 27.03.2007 БИ: 09/2007
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
QZ4A – Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью “Астор-С”
Лицензиат(ы): Закрытое акционерное общество “Вологодский мясокомбинат”
Характер внесенных изменений (дополнений):
Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения:
Извещение опубликовано: 27.11.2008 БИ: 33/2008
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
максимального между коллапсами промежутка времени (см. фиг.1).
и времени релаксации активного нестационарного состояния рассола t. Поскольку механизм передачи энергии в жидкость при кавитационном воздействии носит “надтепловой” характер, то степень диссоциации содержащихся в ней растворенных солей возрастает по сравнению с термодинамически равновесной. Если считать мерой уровня минерализации воды ее электропроводность, то повышение степени диссоциации молекул NaCl под воздействием энергии кавитации будет проявляться в виде кажущегося увеличения содержания хлорида натрия 
СNaCl к фактическому содержанию 
была исследована экспериментально. Типичные графики затухания показаны на фиг.2. Путем двухпараметрической аппроксимации выявленных эмпирических зависимостей было получено выражение:
0=-0,4821; 
С·100% показывает, насколько процентов может быть уменьшено содержание солей в водных растворах, подвергаемых кавитационному активированию с периодом акустической волны Т, в течение времени 
, равной 11 мкм. В цилиндрический реактор плоской волны колебания передаются посредством акустического волноводного трансформатора с коэффициентом трансформации 0,33. Значит, амплитуда колебательного смещения его торца равна 11·0,33=3,6 мкм.
cpА
, плотности жидкости 
и скорости звука с. Она будет равна 2
Подставляя полученные значения и значение Т, которое для аппарата типа “Сиринкс” составляет 22000-1 с, в выражение (1), получаем предельное значение возможного уменьшения содержания соли в продукте, равное 19%.
8 [кг]. Количество воды, подаваемой при составлении фарша, уменьшали в случае мокрого посола на 5 кг. В таблице 1 приведены среднестатистические данные по 10 партиям изделий массой сырья по 100 кг.
