Лабораторна робота № 29

                                                                                                                      Тема :. Особливості сушіння сирих м’ясопродуктів

Мета:  вивчення механізму сушіння сирих м’ясопродуктів

У період сушіння м’ясопродуктів продовжуються ті внутрішні зміни продукту, які починаються під час попереднього теплового оброблення (осаджування, копчення). Сушіння сирокопчених ковбас су- проводжується біохімічними і мікробіологічними процесами, які разом з теплофізичними явищами істотно впливають на формування специфічних властивостей продукту (схема 3.23). Сушіння сирокопчених м’ясопродуктів значно відрізняється від інших харчових продуктів. Ці відмінності полягають у такому:

 – сушіння проходить в пароповітряному середовищі, температура якого в перший період нижча за температуру поверхні продукту, а в подальшому приблизно дорівнює їй;

 – у ковбасних виробах волога випаровується не з поверхні продукту, а через оболонку, наявність якої деякою мірою ускладнює процес масоперенесення;

– у продукті міститься значна кількість солі в розчиненому стані; за ходом процесу концентрація такого розчину зростає, що також перешкоджає подальшому випаровуванню вологи.

Продовжується розвиток ферментів тканин та мікроорганізмів, діяльність яких спричинює часткову деструкцію елементів клітин м’язової тканини.

 У результаті гідролізу білкових речовин різко зменшується кількість незруйнованих м’язових волокон, спостерігається часткове руйнування ендомізію і навіть перимізію. Продовжується гомо- генізація внутрішньоклітинної структури з появою зернистості в її будові.

До кінця сушіння розпадається в середньому близько 15% білків, частина до поліпептидів, але більшість — до низькомолекулярних азотистих сполук. Приблизно в 2 рази зростає загальна кількість вільних амінокислот, проте оксипролін у помітних кількостях не виявляється, глибокого розпаду колагену не відбувається, але гістологічні дослідження показують значне розпушування колагенових волокон.

 Разом з гідролітичним розпадом білків зменшується їх розчинність у воді, розчинах електролітів високої іонної сили, сечовини, мурашиної кислоти. Зменшується кількість кислотних, основних і сульфгідрильних груп, які визначаються. Підвищується стійкість білкових речовин до дії пепсину. Усе це свідчить про розвиток просторового структурного каркаса з участю в його утворенні порівняно міцних, зокрема ковалентних зв’язків. При цьому в центральній частині зразка ферментативна деструкція відбувається з великою швидкістю, а утворення структурного каркаса — з меншою, ніж у периферійній.

З часом зменшується клейкість і пластичність фаршу ковбас, зростають пружно-еластичні властивості м’ясопродуктів.

Діяльність ферментів зачіпає також і інші компоненти м’яса, зокрема, гідролізується жир. Швидкість і глибина гідролізу змінюються залежно від умов сушіння.

Гідроліз жирів сприяє поліпшенню їх засвоюваності організмом. Кількість нітриту знижується до 50–65% від початкового, але не перевищує 2–3 мг%. Отже, велика частина нітрату зазнає глибокого розпаду, зокрема до аміаку, але більша частина аміачного азоту утворюється в результаті розпаду органічних азотистих сполук.

Біохімічні зміни продукту супроводжуються зрушенням рН середовища в кислий бік. До кінця сушіння рН знижується до 5,2–5,5, а іноді й менше, що спричинює різке зменшення вологозв’язувальної здатності, інтесифікує процеси кольороутворення, стимулює діяльність молочнокислої мікрофлори.

Основна проблема реалізації технології сирокопчених та сиров’ялених виробів полягає в необхідності створення умов для селективного розвитку мікрофлори.

На початковій стадії сушіння загальна кількість мікробів збільшується. У міру зневоднення фаршу і збільшення у зв’язку з цим концентрації солі кількісне зростання мікрофлори сповільнюється. Після досягнення середньої концентрації солі приблизно 10% кількість мікробів починає зменшуватися. Разом з цим усе більш виразним стає переважання певних типів мікрофлори, пристосованих до умов середовища. До кінця сушіння переважають представники молочнокислої мікрофлори, які необхідні для проведення технологічного процесу в бажаному напрямку.

Для прискорення процесів дозрівання сирокопчених м’ясопродуктів використовують бактеріальні культури.

Дифузія фенольних речовин відбувається між шарами ковбасного фаршу і між тканинами. У внутрішніх шарах вміст фенольних речовин збільшується в середньому в 2 рази для м’язової тканини і в 3 — для шпигу. Таким чином, дифузія фенольних речовин спрямована від периферії до центру, тобто напрямок дифузії фенольних речовин протилежний напрямку дифузії вологи, що ускладнює масообмін. Неоднорідність ковбасного фаршу спричинена наявністю шпигу.

Внутрішні зміни в більшості випадків залежать від вологості середовища. Отже, темпи їхнього розвитку залежать від швидкості сушіння. Разом з тим вони протікають нерівномірно по товщині продукту, оскільки нерівномірний розподіл вологості. Тому розподіл вологості під час сушіння сирих м’ясопродуктів має велике значення. Від розподілу вологості залежить, по-перше, характер деформації зразка в процесі сушіння, як про це було сказано раніше; по-друге, розподіл вологості може як прямо, так і непрямо впливати на якість продукту. Прямий вплив може виявлятися в нерівномірності структурно-механічних властивостей на розрізі продукту, оскільки ці властивості залежать від кількості вологи. Це є особливо характерним для матеріалів з колоїдною структурою. Неоднорідність структурно-механічних властивостей на розрізі у зв’язку з особливостями розподілу вологості непрямим чином посилюється нерівномірним розвитком хімічних і фізико-хімічних процесів у ході сушіння, оскільки їх швидкості залежать від вмісту вологи в субстраті.

Сам по собі механізм зневоднення конвективним сушінням має деяку нерівномірність розподілу вологості: вже на самому початку сушіння вологість зовнішнього шару виявляється менше від вологості внутрішніх шарів. При нормальному ході сушіння в міру зневоднення нерівномірність згладжується. Ступінь нерівномірності розподілу вологості залежить від розмірів зразка та інтенсивності сушіння. Сушіння сирокопчених м’ясопродуктів пов’язане із загальними для даного процесу закономірностями, тобто можна виділити два етапи: перший з постійною (тривалість дуже невелика) і другий — зі спадаючою швидкістю сушіння. Згідно із загальноприйнятою моделлю сушіння в перший період (період постійної швидкості сушіння) швидкість сушіння визначається швидкістю випаровування вологи з поверхні продукту. Цей процес відбувається відповідно до закону Дальтона. Величина швидкості сушіння в перший період ви- значається різницею парціального тиску пари вологи біля поверхні продукту і в навколишньому середовищі. У другий період (період спадаючої швидкості) швидкість сушіння визначається швидкістю дифузії вологи від внутрішніх шарів продукту до зовнішніх. Описана модель не враховує наявності в ковбасі шпигу і дифузії фенольних речовин від периферії до центра. Проте за допомогою цієї моделі досить вдало вдається пояснити не тільки експериментально спостережувану криву сушіння, а й розподіл вологи за товщиною батона.

Для інтенсифікації процесу зневоднення сушіння потрібно вести за високої температури, зниженої відносної вологості та посиленої швидкості руху повітря. Проте під час сушіння сирокопчених виробів температура повинна бути нижча за температуру денатурації білка або тієї, за якої мікробіальні та ферментативні процеси можуть розвиватися в небажаному напрямі. Для напівкопчених і варено-копчених ковбас, які сушать після варіння, можуть застосовуватися високі температури.

Щоб уникнути небажаних наслідків, сушіння слід вести за такого режиму, який забезпечує якнайтриваліше збереження вологості зовнішнього шару на рівні, необхідному для збереження його пластичності. За цієї умови він зберігатиме здатність до згладжування напружень, що виникають у ньому, і до зворотної деформації.

Режим сушіння підбирають з таким розрахунком, щоб не допустити перевищення встановленого градієнта вологості. Допустимий градієнт вологості збільшується в міру зневоднення матеріалу в процесі сушіння. Тому на початку другого періоду інтенсивність сушіння може бути збільшена (наприклад, шляхом підвищення температури сушіння).

Цим вимогам відповідає режим сушіння сирих ковбас у декілька етапів: висока відносна вологість і низька температура повітря на початку, низька відносна вологість і підвищена температура в кінці сушіння. Кращі результати отримані за температури 10–12°С з вищою відносною вологістю повітря (80–85%) протягом перших 5–7 діб і подальшим сушінням за такої самої температури та відносної вологості 75–78%.

Згідно з прийнятою моделлю механізму сушіння, волога з внутрішніх шарів повинна рівномірно поступати до зовнішніх і через них випаровуватися в навколишнє середовище. Процес дифузії вологи з внутрішніх шарів до зовнішніх повинен відповідати закону Фіка, тому протягом усього періоду сушіння (за винятком, можливо, початкової стадії) вологість зовнішніх шарів повинна бути нижча від вологості середніх, а вологість середніх нижча за вологість внутрішніх. У процесі сушіння зближення вологості внутрішніх і зовнішніх шарів відбувається поволі (приблизно через 90 діб сушіння вологість ковбаси рівномірно розподілена за всією товщиною батона), так що градієнт концентрації вологи можна вважати практично постійним (табл. 3.10).

Коефіцієнт дифузії мало змінюється в часі і не залежить від періоду сушіння. Величина коефіцієнта дифузії разом з тим значно змінюється за товщиною батона. Так, коефіцієнт дифузії від середніх шарів до зовнішнього становить 2·10–6 м2 /год, а від внутрішніх до середніх — 5·10–6 м2 /год.

Ковбаси з тонкоподрібненого м’яса можуть бути піддані інтенсивнішому сушінню, ніж із м’яса, подрібненого більшими шматками; м’ясопродукти з незруйнованою структурою — ще з меншою інтенсивністю.

На швидкість сушіння впливає вид кишкової оболонки. Так, під час сушіння ковбас у свинячих гузенках може бути допущена підвищена швидкість руху повітря, ніж під час сушіння ковбас у кишкових оболонках великої рогатої худоби. Сушіння батонів у натуральних оболонках відбувається швидше, ніж у білкових і тим більше целюлозних.