Руководство по технологии переворачивания мяса: Принципы, параметры и современные области применения

Переворачивание мяса - фундаментальный физический процесс в современной мясопереработке, служащий краеугольным камнем для достижения превосходного качества, консистенции и выхода продукта. Эта технология основана на стратегическом механизме передачи энергии внутри мясных блоков, облегчающем важнейшее распределение жидких растворов для отверждения (рассола). Основные задачи многогранны: значительно повысить нежность мяса за счет разрушения мышечных структур, оптимизировать экстракцию и последующую миграцию солерастворимых белков, таких как миозин, на поверхность мяса для улучшения связывания и нарезки ломтиками, а также максимально увеличить влагоудерживающую способность. Выполняемый в точно контролируемой среде переворачивания - с учетом таких факторов, как вакуум, температура и движение - этот процесс напрямую приводит к увеличению выхода продукта, повышению стабильности и общему превосходному пищевому качеству, что делает его незаменимым как для традиционных, так и для инновационных мясных продуктов.

01. Введение в технологию переворачивания мяса

В основе технологии переворачивания лежат контролируемые физические усилия. Внутри вращающегося барабана куски мяса подвергаются непрерывному циклу подъема, падения, столкновения и трения друг о друга и о внутреннюю поверхность барабана. Это мягкое, но настойчивое механическое воздействие разрушительно по своей конструкции; оно систематически снижает механическую прочность жестких мышечных волокон и соединительных тканей, одновременно разрушая клеточные мембраны. Это физическое "раскрытие" микроструктуры мяса дополняется ускорением миграции растворенных веществ. По мере деформации и растирания мяса приложенная энергия способствует более глубокому и равномерному проникновению соли, фосфатов и других компонентов рассола в ткани. В совокупности эти механические и физико-химические эффекты значительно повышают растворимость белка и функциональность, непосредственно приводя к повышению нежности, текстуры и общей связности продукта.

Эффективность галтовки полностью зависит от операции, проводимой в специализированной барабанной машине. Качество конечного продукта зависит не от какого-то одного фактора, а от сложного взаимодействия нескольких важнейших параметров. Ключевыми среди них являются степень разрежения, температура перемешивания, общее время перемешивания, скорость вращения и конкретный используемый метод перемешивания (например, непрерывный или прерывистый). Каждый параметр оказывает особое влияние на биохимические и физические преобразования внутри мяса.

① Степень вакуума
Создание вакуума, обычно в диапазоне 60,8-81,0 кПа, является критическим компонентом. Это создает отрицательное давление внутри барабана. Этот перепад давления между внутренней частью мяса и окружающей средой вытесняет воздух из промежутков между тканями за счет непрерывного механического сдавливания. Удаление этого воздуха жизненно важно для предотвращения нежелательного расширения воздуха во время последующего приготовления или термической обработки, которое может привести к образованию пустот, повреждению структуры и ухудшению текстуры. Когда акробатика следует за введением рассола, вакуум заставляет мышечные волокна расширяться, создавая каналы, которые втягивают введенный рассол глубже в ткани из мест инъекций, эффективно "заживляя" следы от иглы и восстанавливая более неповрежденную структуру мышц. С микробиологической и химической точки зрения вакуум подавляет рост аэробных микроорганизмов и значительно замедляет окисление жиров и белков. Это имеет решающее значение для стабильности цвета, так как предотвращает окисление миоглобина в метмиоглобин, который придает мясу коричневый цвет. Современные системы теперь используют импульсный вакуум, циклические уровни давления и иногда обратную заправку инертными газами, такими как CO₂ или N₂, для более эффективной очистки от кислорода, тем самым еще больше продлевая срок годности продукта и повышая стабильность цвета.

② Температура кувыркающегося материала
Поддержание низкой температуры, в идеале в пределах 0-4 ° C, не подлежит обсуждению для получения высококачественной галтовки. Хотя верно, что повышенные температуры ускоряют движение молекул и теоретически могут увеличить скорость диффузии рассола, тепло, выделяющееся в результате трения во время кувыркания, представляет значительный риск. Повышенные температуры активируют эндогенные ферменты, ускоряя гидролиз белков и жиров, что может привести к кашеобразной текстуре и неприятному вкусу. Кроме того, они создают идеальную среду для быстрого размножения микробов, ставя под угрозу безопасность и стабильность продукта. Широко известно, что качество продукта, особенно текстура и вкус, заметно ухудшаются, когда температура перемешивания превышает 10 ° C. Значительный вклад низкотемпературного перемешивания в максимальную влагоудерживающую способность и достижение желаемой плотной текстуры обусловливает необходимость интеграции эффективной системы охлаждения непосредственно в барабанный аппарат, что особенно важно в условиях более теплого климата или при длительных циклах перемешивания.

③ Время Кувырка
Определение оптимального времени измельчения - сложное решение, в значительной степени зависящее от характеристик сырья, включая вид животного, тип мышц и, что наиболее важно, размер и толщину срезов. Более крупные и толстые куски, такие как целые окорока, часто требуют предварительной стадии, такой как впрыскивание рассола, чтобы убедиться, что отверждающий раствор достигает центра, поскольку одного переворачивания может быть недостаточно. Поглощение и удерживание рассола - кинетический процесс, зависящий от времени; белкам требуется время для увлажнения и набухания, а механическому воздействию требуется время для постепенного разрушения соединительных тканей. Исследования свиной корейки показали, что усвояемость рассола и выход продукта увеличиваются со временем перемешивания до критической точки (например, 11 часов), после чего вкусовые качества начинают снижаться без существенного дальнейшего улучшения выхода, что указывает на чрезмерную обработку. Другое исследование свиного окорока показало, что 8-часовое переворачивание дает наилучшую текстуру и вкусовые свойства. В общем отраслевом руководстве по расчету времени используется формула: T = L / (U × N), где T - общее время вращения барабана (часы), L - расстояние прокатки (постоянное, обычно 10-12 км), U - внутренняя окружность барабана (метры) и N - скорость вращения (об / мин).

④ Скорость вращения
Скорость вращения барабана для измельчения определяет интенсивность механического воздействия на мясо. Это тонкий баланс. Слишком низкая скорость приводит к недостаточному "массированию", что приводит к плохому, неравномерному распределению рассола и недостаточному извлечению белка. И наоборот, слишком высокая скорость подвергает мясо чрезмерным ударам и усилиям сдвига. Это может привести к быстрому и чрезмерному размягчению, физическому разрыву поверхности мяса и образованию мясной пасты или "мелких частиц", которые могут покрывать поверхность и препятствовать дальнейшему проникновению рассола, в результате чего конечный продукт получится некачественным и кашеобразным. В стандартной практике обычно используются скорости 8-12 об / мин, при этом птица часто используется на более низком уровне (8 об / мин) из-за своей более нежной структуры, а красное мясо - на более высоком уровне (10 об / мин). Для особо крупных и жестких кусков, таких как свиной окорок, скорость можно осторожно увеличить до 20 об / мин, чтобы обеспечить надлежащую механическую обработку.

⑤ Соответствующая нагрузка
Количество мяса, загружаемого в барабан, является фундаментальным, но часто упускаемым из виду параметром. Перегруженный барабан (например, более чем на 70% своего объема) серьезно ограничивает свободное падение и кувырканье кусков мяса. При недостаточном перемещении механическое воздействие оказывается непоследовательным, что приводит к плохому распределению рассола и неэффективному извлечению белка. Однако при недостаточной загрузке барабана (например, ниже 50%) куски мяса выпадают слишком далеко и слишком часто. Это приводит к переворачиванию, при котором мясо становится чрезмерно мягким, рвется, а его белки могут денатурироваться, серьезно повреждая текстуру и связующие свойства. Широко рекомендуемая оптимальная загрузка составляет 60% от общего объема барабана, что обеспечивает идеальный баланс для эффективного переворачивания.

⑥ Рабочие и прерывистые циклы
Включение периодов отдыха в цикл переворачивания является критически важной стратегией. Непрерывное переворачивание без перерывов может привести к перегреву и чрезмерным механическим повреждениям. Прерывистое переворачивание с использованием таких циклов, как 20-минутное переворачивание с последующим 10-минутным отдыхом, позволяет мясу "расслабиться". Во время этих периодов покоя внутреннее давление выравнивается, позволяя впитанному рассолу перераспределяться более глубоко в волокнах, а не вытесняться на поверхность постоянным механическим давлением. Это в значительной степени способствует повышению конечного выхода, лучшему проявлению цвета и более желательной текстуре. Для получения оптимальных результатов для некоторых плотных продуктов может потребоваться более длительный период выдержки, чем период перемешивания.

⑦ Направление кувырка
Направление вращения барабана влияет на равномерность обработки. Барабан с реверсивной функцией может периодически менять направление. Такое двунаправленное переворачивание гарантирует, что кусочки мяса, попавшие за внутренние перегородки барабана, вытесняются и смешиваются обратно с основной массой, а также что все поверхности мяса подвергаются сопоставимому механическому воздействию. Это приводит к более равномерному распределению рассола, его текстуре и цвету по всей партии. Обычной практикой является переворачивание барабана в течение последних 5 минут перед выгрузкой, чтобы убедиться, что все мясо и извлеченный белок удалены из перегородок.

⑧ Общее Время переворачивания
Стандартизация играет ключевую роль в промышленном производстве продуктов питания. Как только будет доказано, что определенная комбинация вышеуказанных параметров - время, скорость, температура, вакуум и периодичность - позволяет получить продукт с желаемым выходом, текстурой и цветом, следует строго соблюдать "общее время перемешивания" и цикл. Такая последовательность необходима для обеспечения того, чтобы каждая партия конечного продукта соответствовала одним и тем же стандартам качества.

⑨ Идеальный стакан
Усовершенствованный, идеальный стакан отличается точностью и управляемостью. Он должен иметь независимые и программируемые регуляторы скорости вращения (включая переменные скорости), направления (возможность двунаправленного переключения) и точные таймеры общего времени, рабочих циклов и интервалов отдыха. Усовершенствованный контроль вакуума, включая опцию импульсного разрежения, имеет важное значение. Встроенный датчик температуры и система охлаждения с прямым контактом (например, впрыск жидкого CO2 или аммиака) имеют решающее значение для поддержания критического диапазона 0-4 ° C. Возможность контролировать обратную заправку газами с модифицированной атмосферой (N2, CO2) еще больше повышает качество продукта и срок годности. Наконец, машина должна быть спроектирована с учетом низких затрат на техническое обслуживание и высокой гигиеничности, с легко моющимися поверхностями и минимальным количеством щелей.

⑩ Методы акробатики
Выбор между непрерывным и прерывистым падением предполагает стратегический компромисс. Прерывистое переворачивание со встроенными периодами отдыха, как правило, лучше подходит для достижения полного извлечения белка и гидратации, что приводит к превосходному цвету, текстуре и конечному выходу продукта, и широко используется для приготовления окороков из цельной мускулатуры. Однако исследования некоторых продуктов, таких как свиные отбивные, показали, что непрерывное переворачивание может ускорить процесс приготовления и привести к улучшению вкусовых качеств за более короткое время. Как упоминалось в разделе "Направление галтовки", постоянно доказывается, что двунаправленная галтовка превосходит однонаправленную, обеспечивая более равномерную обработку и лучшие общие характеристики продукта.

02. Применение технологии галтовки в мясных продуктах

Технология переворачивания была успешно интегрирована в различные сегменты мясной промышленности, демонстрируя ее универсальность и значительные преимущества для различных категорий продуктов. Его применение наиболее широко распространено в традиционных мясных копченостях, мясных продуктах западного производства и быстро растущем секторе полуфабрикатов. Эта технология в основном применяется для производства мяса домашнего скота и птицы, с более ограниченным использованием в рыбе и морепродуктах из-за их более хрупкой и деликатного строения тканей, которое требует гораздо более короткого и бережного переворачивания.

Применение в Традиционных Вяленых Мясных продуктах

Традиционные вяленые мясные продукты, изначально разработанные в основном для консервирования, часто страдали от длительного производства, неэффективного проникновения рассола и нестабильного качества и безопасности. Внедрение технологии переворачивания произвело революцию в этом секторе. Например, нанесение его на кусочки куриной грудки, маринованные по-китайски, привело к более равномерному распределению маринада и более глубокому и привлекательному цвету. Использование современных рулетных форм в сочетании с контролируемой сушкой на воздухе для производства ветчины с низким содержанием соли позволяет получать продукт с превосходным и более стабильным внутренним и внешним качеством. Исследования по вакуумной обвалке вяленого гуся на картоне продемонстрировали заметное улучшение общего вкуса, сложности аромата и внешней привлекательности продукта. Было показано, что передовые технологии, такие как импульсное вакуумное переворачивание, еще больше улучшают традиционные методы, сокращая общее время выдержки свиного окорока по сравнению со стандартным вакуумным переворачиванием, одновременно уменьшая потери при приготовлении и повышая нежность.

Применение в Мясных продуктах западного производства

Доля мясных продуктов западного производства, особенно низкотемпературных пастеризованных продуктов, которые лучше сохраняют естественный вкус, питательные вещества и текстуру мяса, неуклонно растет на рынке. Переворачивание - незаменимый и важный этап обработки большинства окорочков из цельной мускулатуры и некоторых сосисок. Это основной фактор быстрой и равномерной диффузии соли, фосфатов и других функциональных ингредиентов, что абсолютно необходимо для достижения желаемой структуры продукта, прочного сцепления между кусочками и стабильного цвета при отверждении. Специальные исследования качества ветчины показали, что переворачивание в течение 6,7 часов при относительно высокой скорости 20 об / мин в условиях двунаправленного периодического вакуума обеспечивает оптимальный баланс влагоудерживающей способности, прочности связывания и выхода продукта. При производстве эмульгированных колбас, таких как сосиски, часто используется комбинация измельчения и переворачивания; этап переворачивания помогает повысить выход продукта, повысить его твердость и эластичный вкус, способствует равномерному окрашиванию дымом и даже способствует увеличению срока хранения.

Применение в предварительно приготовленных Мясных продуктах

Предварительно приготовленные мясные продукты, которые частично перерабатываются и требуют от потребителя лишь несложной окончательной подготовки, представляют собой быстрорастущий рынок благодаря своему удобству. В этой категории продуктов широко используется тумблинг для заметного улучшения влагоудерживающей способности (снижения потерь жидкости при продувке упаковок) и общего качества употребления в пищу. Исследования на баранине показали, что переворачивание не только ускоряет скорость разложения миофибриллярного белка, что приводит к повышению нежности, но также может помочь замедлить окисление белка, которое является частой причиной ухудшения качества. В ходе исследований, оптимизирующих обработку замороженных готовых свиных отбивных, систематически определялось идеальное сочетание соотношения жидкости к мясу, добавления фосфатов и времени перемешивания (например, 35% рассола, 0,5% фосфатов, 2,5 часа перемешивания) для достижения наилучшего качества. Для приготовления куриной грудки использовались сложные статистические методы, такие как методология response surface methodology, чтобы точно определить оптимальные параметры переворачивания, такие как определенное расстояние прокатки 4000 метров при температуре 1 ° C и вакууме 0,07 МПа. Эта технология также является многообещающей в аквакультуре; вакуумная обработка успешно применяется для придания филе тилапии нежности. Учитывая, что значительная часть китайского рынка полуфабрикатов из мяса заморожена, первоначальное качество, обеспечиваемое такими процессами, как переворачивание, имеет решающее значение, поскольку оно напрямую влияет на способность продукта выдерживать хранение в замороженном виде без серьезного ухудшения качества в результате роста кристаллов льда, активности ферментов и окисления.

03. Сочетание современных технологий обработки и галтовки

Будучи высокоэффективной сама по себе, технология переворачивания все чаще сочетается с другими современными технологиями обработки пищевых продуктов, расширяя границы эффективности, качества и функциональности. Производство мяса представляет собой сложное взаимодействие физических и биохимических изменений, и использование одной технологии может иметь ограничения. Интеграция новых нетермических технологий с барабанной дробилкой открывает новые возможности для создания инновационных продуктов и интенсификации процессов.

Кувыркание с переменным давлением при помощи ультразвука

Ультразвуковая технология использует высокочастотные звуковые волны (обычно > 20 кГц), которые создают механические, кавитационные и тепловые эффекты в среде, через которую они проходят. В мясе эти эффекты могут значительно ускорить массообмен и изменить функциональность белка. Механические волны вызывают микроскопическую вибрацию тканей и их размягчение, в то время как кавитация - образование, рост и сильное сжатие микроскопических пузырьков - создает микроскопические каналы и разрушает клеточные структуры, резко увеличивая проницаемость. Это дополняется мягким локальным нагревом. Исследования показали, что предварительная обработка ультразвуком или одновременное нанесение может улучшить эмульгирующие свойства говяжьих белков, сделать мясо более мягким и значительно ускорить проникновение соли в процессе отверждения. В сочетании с переворачиванием, как при переворачивании под переменным давлением с помощью ультразвука, эффекты являются синергетическими. Исследования показывают, что эта комбинация приводит к гораздо более высокой начальной скорости впитывания рассола по сравнению с одним только перемешиванием и вызывает более быстрое разложение белка, делая белки более чувствительными к нагреванию, что является ключевым механизмом повышения нежности курицы. Однако широкое промышленное внедрение по-прежнему ограничено, в первую очередь из-за отсутствия интегрированного крупномасштабного оборудования и необходимости дальнейших исследований по оптимизации интенсивности ультразвука и времени воздействия на различные виды мяса в промышленных масштабах.

Газонаполненный барабан с переменным давлением
Этот инновационный подход выходит за рамки одной вакуумной среды, вместо этого чередуя циклы вакуумирования и повышения давления. Фаза вакуума вытягивает воздух и жидкости, в то время как последующая фаза под давлением, часто с использованием смеси инертных газов, таких как азот (N₂) и диоксид углерода (co₂), принудительно выталкивает отверждающий раствор глубже в освободившиеся пространства. Включение CO₂ обеспечивает дополнительный мощный противомикробный эффект. Это циклическое "дышащее" действие мяса в сочетании с повышенным трением при переворачивании под давлением приводит к удивительно быстрому и эффективному проникновению рассола и его гидратации. Ключевым преимуществом является то, что он может уменьшить чрезмерную очистку ценных питательных веществ и белков, которая иногда может происходить только при высоком вакууме, тем самым еще больше повышая конечный выход. Сравнительные исследования свиного окорока показали, что газонаполненный окорок при переменном давлении значительно превосходит традиционный вакуумный окорок, обеспечивая превосходные выходы, вкусовые качества, текстурные свойства и вдвое более выраженный антимикробный эффект. Важнейшими параметрами, которые необходимо оптимизировать для различных продуктов, являются (соотношение изменения давления, например, время разрежения по сравнению с временем давления) и состав используемой газовой смеси.

Импульсное Колебание Вакуума
Технология импульсного вакуума является стратегическим усовершенствованием стандартной вакуумной галтовки. Она включает в себя изменение давления в барабане между состоянием вакуума и атмосферным давлением в соответствии с определенным соотношением импульсов (например, 20 мин вакуума / 10 мин атмосферы). Во время вакуумирования сильный перепад давления с силой вытесняет воздух и естественные жидкости из внутренностей мяса. Когда давление сбрасывается до атмосферного, внешний рассол быстро выталкивается во вновь образовавшиеся микроскопические пространства. Это повторяющееся "вдыхание и выдыхание" создает гораздо более эффективный эффект откачки, чем статический вакуум, значительно ускоряя общий массообмен и скорость отверждения. Эта технология хорошо зарекомендовала себя в (осмотическое обезвоживание фруктов и овощей) и закладывает прочную теоретическую основу в науке о мясе. Исследования грудки индейки показали, что импульсный вакуум не только ускоряет процесс отверждения, но и существенно улучшает влагоудерживающую способность. Применение в маринованных рыбных продуктах продемонстрировало лучший вкус при меньшей потере веса, помогая сохранить превосходный внешний вид. В исследованиях на баранине сообщалось о повышении эффективности отверждения на 8-26% по сравнению со статическими методами. Успешное применение периодических интервалов вакуумирования во время переворачивания腊猪肉 (вяленой свинины) подтверждает осуществимость и значительную выгоду сочетания импульсного вакуума с механическим воздействием. Определение оптимального соотношения пульсаций (время в вакууме / атмосферное время) для различных мясных продуктов является ключевым направлением текущих исследований.

04. Заключение и перспективы на будущее

В заключение, технология переворачивания мяса прочно зарекомендовала себя как жизненно важный и мощный метод обработки для повышения качества, выхода и консистенции широкого ассортимента мясных продуктов. Несмотря на его широкое применение и доказанные преимущества, в этой области по-прежнему стоит серьезная проблема: установление универсально научного и всеобъемлющего стандарта для настройки параметров. Оптимальное сочетание времени, температуры, скорости и вакуума в значительной степени зависит от конкретного сырья (вида, среза, размера, исходного качества) и состава рассола, что затрудняет составление общих рецептов и препятствует их оптимальному применению, особенно на предприятиях меньшего масштаба. Следовательно, будущие исследования должны углубляться в фундаментальную физику и биохимию процесса, переходя от качественных наблюдений к количественным моделям, которые описывают точные принципы проникновения жидкости, деформации мышц и извлечения белка во время акробатики. Это позволит разработать прогнозирующие модели и обеспечит подлинную точность технологического процесса.

Заглядывая в будущее, можно сказать, что наиболее многообещающим направлением развития является постоянное перекрестное опыление акробатики другими современными пищевыми технологиями. Предварительные успехи внедрения ультразвука, переменного давления и импульсного вакуума демонстрируют четкий путь к значительному повышению эффективности и качества продукции. Будущие усилия должны быть расширены для изучения комбинаций с другими новыми технологиями, такими как обработка под сверхвысоким давлением (UHPP), которая позволяет одновременно размягчать и пастеризовать; импульсные электрические поля (PEF), которые могут электропорировать клеточные мембраны для ускорения отверждения; и даже технология ударной волны. Эти гибридные подходы обладают потенциалом не только для дальнейшего сокращения времени обработки и повышения нежности, но и для придания дополнительных функциональных свойств, таких как мощный антимикробный эффект, превосходное сохранение цвета и возможность производства продуктов с пониженным содержанием натрия без ущерба для вкуса или текстуры. Будущее мясной кулинарии, несомненно, связано с интеллектуальной интеграцией и оптимизацией на основе данных, которые прокладывают путь к новому поколению высококачественных, безопасных и экологичных мясных продуктов.