Факторы, обусловливающие окрашивание поверхности копченых продуктов

В производственных условиях интенсивность окрашивания поверхности продукта обычно служит приближенным показателем степени готовности, копченого продукта.

Попытки разработать методы объективной оценки цвета копченых продуктов, например путем экстрагирования органическими и другими растворителями и последующего колориметрирования экстрактов на оптических приборах, не увенчались успехом прежде всего по причине малой осведомленности о химической природе окрашивания поверхности.

Некоторые авторы считают, что в образовании характерного цвета копченостей существенную роль играют фенольные вещества дыма. Фенолы, полагают они, будучи, как правило, в чистом виде бесцветными, быстро изменяют окраску, окисляясь на воздухе и приобретая красноватые и коричневатые тона.

Однако эксперименты с экстрагированием копченых продуктов растворителями для удаления летучих кислот, фенолов и ацетона показали, что окраска продуктов после этого не изменилась и перечисленные органические вещества, в том числе и фенолы, не играют решающей роли в образовании цвета при копчении.

Вместе с тем установлено, что накопление фенолов происходит часто параллельно с усилением окраски продукта в процессе копчения, вследствие чего трудно установить истинную причину образования окраски.

Было высказано предположение, что цвет копченых изделий обусловлен продуктами полимеризации или самоокисления смол, оседающих при копчении на поверхности изделий. Это предположение не лишено основания.

Из практики копчения известно, что окраска продуктов длительного копчения (например, сырокопченых колбас) в процессе хранения темнеет. Линтон и Френч указывают, что рыба, копченная в течение 2 часов, приобретает самую интенсивную окраску лишь через 10 часов; в других опытах рыба имела наилучшую окраску через 17 дней после копчения и т. д. В колбасах это может происходить в результате потемнения слоя продукта, находящегося непосредственно под оболочкой.

В связи с этим нами были поставлены эксперименты по окрашиванию только одной колбасной оболочки. Опыты проводили на колбасных моделях. Интенсивность окраски оболочки определяли объективным методом (измеряли спектры отражения на фотометре ФТ-2), В первые дни хранения наблюдалось усиление окраски. Это свидетельствует о каких-то реакциях, приводящих к усилению окраски некоторых составных частей дыма, отложившихся на поверхности колбасной оболочки; Многие авторы полагают, что окрашивание обусловливается смолистыми компонентами дыма.

Несомненно, однако, что кроме нейтральных смол, в образовании окраски участвуют и другие вещества. Было высказано предположение, что окрашивание копченых продуктов связано с веществами углеводной природы. Возникающие в результате, термического разложения древесины промежуточные продукты распада целлюлозы; пентозанов и гексозанов — углеводы типа левоглюкозана, пентоз, гексоз и т. п., — по нашему мнению, частично подвергаются карамелизации, образуя соединения красновато-коричневатого цвета, Эти соединения увлекаются дымом и, осаждаясь на продукте, принимают участие в окрашивании его поверхности.

Действительно, водный раствор веществ углеводной природы, выделенных из буковой подсмольной воды, имел интенсивный темно-вишневый цвет, слабый запах горелого дерева или жженого сахара и хорошо окрашивал колбасную оболочку в цвета, характерные для копченых изделий.

Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что образование окраски на копченостях — более сложный процесс по сравнению с осаждением каких-либо уже окрашенных частиц. Высказывалось мнение, что окраску поверхности копченостей обусловливают производные полифеноловых соединений и продукты конденсации формальдегида с фенолами. О роли фенолов при этом свидетельствует изменение окраски рыбных продуктов при сдвиге pH поверхности в щелочную сторону. Из практики копчения известно, что менее свежая рыба с повышенным содержанием аммиака и летучих органических оснований окрашивается интенсивнее. Установлено, что поверхность рыбы, pH которой перед копчением был сдвинут в щелочную сторону (искусственно бикарбонатом), в результате копчения окрашивается значительно интенсивнее, чем без подщелачивания.

Результаты выполненных нами экспериментов подтвердили влияние pH на окраску поверхности копченого продукта. Приведены кривые спектров отражения колбасных оболочек, наполненных растворами химических реагентов и дистиллированной водой, при pH 10,3; 8,1 и 7. Наиболее интенсивная окраска оболочки (спектр отражения меньше) наблюдалась в моделях с pH 10,3 и наименее интенсивная — в моделях с дистиллированной водой (pH 7). В моделях со слегка подщелоченной средой окрашивание было несколько интенсивнее, чем в моделях с водой, и слабее, чем в моделях с pH 10,3.

На интенсивность окрашивания влияет состояние поверхности продукта перед копчением и во время этого процесса. Из практики копчения известно, что продукты с подсушенной поверхностью лучше окрашиваются и имеют более привлекательный вид, чем продукты с влажной поверхностью.

Чтобы установить, в какой мере влажность, оболочки влияет на интенсивность окрашивания поверхности продукта при копчении, были проведены эксперименты на моделях из кутизиновых оболочек, Заполненных сухой ватой, ватой, смоченной водой, и одной водой. Влажность оболочки составляла 6,43 и 70% (соответственно сухая, увлажненная, влажная). Модели коптили при 21—22° буковым дымом средней густоты. Через определенное время по спектрам отражения, полученным на фотометре ФТ-2, оболочки сравнивали между собой и с исходной оболочкой.

С увеличением продолжительности копчения, величины спектров отражения уменьшаются. Это свидетельствует о большей интенсивности окрашивания, зависящей, в свою очередь, от состояния оболочки. Сухая оболочка окрашивается интенсивнее (величина спектра отражения меньше), чем увлажненная, и слабее всего окрашивается влажная оболочка.

Окрашивание продукта при копчении зависит также от физических и физико-химических свойств коптильной среды, т. е. густоты, температуры, влажности, степени дисперсности, скоростей и характера движения дыма по отношению к продукту.

Многообразие факторов, влияющих на количество красящих веществ, осаждающихся на продукт при копчении, затрудняет математическое обоснование этого процесса. В связи с этим целесообразно рассмотреть влияние отдельных факторов на окрашивание продуктов при копчении. Если в процессе копчения такие параметры коптильной среды, как влажность, температура и скорость движения, не изменяются, то интенсивность окрашивания поверхности продукта будет зависеть от густоты и продолжительности воздействия дыма на продукт. Это можно подтвердить данными, относящимися к оболочкам с одинаковой влажностью.

Адам экспериментально установил зависимость между интенсивностью окраски поверхности изделий и густотой дыма, а также влажностью и скоростью движения коптильной среды.

На рисунке изображена зависимость между цветом продукта и средней плотностью дыма, которую определяли фотометрическим способом и выражали через Е — условный показатель степени светопроницаемости потока дыма. Из рисунка видно, что при использовании более густого дыма образуется более темная окраска поверхности продукта. Поскольку интенсивность воздействия дыма на продукт зависит от двух меняющихся факторов: плотности дыма Е и продолжительности копчения t_к, удобнее пользоваться произведением Et_к. При прочих постоянных условиях интенсивность окрашивания продукта обусловлена величиной этого произведения.

На рисунке (а) представлена зависимость между цветом изделия и произведением Et_к. Эта зависимость показывает, что чем больше произведение Et_к, тем темнее окраска продукта. Из этой зависимости следует также, что одного и того же результата в окрашивании поверхности продукта можно до биться (при всех прочих равных условиях) при меньшем времени копчения, увеличивая густоту дыма, либо при более редком дыме, увеличивая продолжительность процесса.

На рисунке (б) изображена зависимость произведения Et_к от температуры и относительной влажности коптильной среды для случая копчения (обжарки) сосисок (скорость движения коптильной среды 1,2 м/сек). Эта зависимость показывает, что произведение Et_к понижается с повышением температуры коптильной среды. Другими словами, повышая температуру копчения, можно достигнуть одинакового результата в окрашивании изделий, уменьшая концентрацию дыма или продолжительность процесса либо оба параметра (но в меньшей степени, чем при изменении одного из этих параметров).

Из сравнения кривых 1 и 2 (рисунок б) можно сделать другое важное заключение: при повышении относительной влажности дыма продукты окрашиваются интенсивнее. Для рыбы это положение было высказано Грецкой, которая установила, что количество компонентов дыма, осаждающихся при горячем копчения рыбы, и, следовательно, интенсивность окраски зависят от относительной влажности коптильной среды. Например, при относительной влажности коптильной среды 21% время, потребное для получения необходимого окрашивания рыбы, сокращалось вдвое по сравнению с продолжительностью копчения ее при относительной влажности коптильной среды 9%.

Между скоростью потока коптильной среды и коэффициентом Et_к также существует зависимость (в). По мере увеличения скорости дыма в коптильной камере воздействие его на продукт возрастает. Однако эта зависимость проявляется лишь при скоростях движения коптильной среды до 1,25—1,5 м/сек.

Равномерность окрашивания копченых продуктов зависит от направления подачи дыма. Интенсивнее прокрашивается продукт со стороны потока коптильной среды. С учетом этого в случае подвешивания продолговатых изделий в вертикальном положении поток дыма в коптильной камере целесообразно направлять вдоль изделий снизу или сверху. Если же дым поступает в камеру в поперечном направлении (или под определенным углом к продуктам), как например в камере «Атмос», необходимо предусмотреть перемену направления потока дыма. Такой прием обеспечивает равномерность окрашивания всей поверхности коптящихся изделий. С этой же целью применяют устройства для подвешивания продуктов, позволяющие в процессе копчения изменять угол наклона изделий.

Степень прокрашивания продуктов зависит также от вида оболочки и продукта. Так, при обработке колбасных изделий дымом толстые оболочки (как натуральные, так и искусственные) окрашиваются лучше, чем тонкие, а изделия из свиного мяса имеют более светлую окраску по сравнению с изделиями из говяжьего мяса. Оттенок цвета копченых продуктов зависит и от вида используемой древесины.

В таблице приведена оценка коптильных свойств дыма, полученного от древесины различных пород и растений, для случая копчения мясопродуктов.

Органолептические показатели мясопродуктов, копченных дымом от древесины разных пород и растений

Вид древесины	Цвет	Аромат, вкус	Примечание
Дуб	Темно-желтый до коричневого	Тонкие	Превосходный источник дыма для копчения
Кедр	Бледно-желтый	То же	То же
Орех	Темно-желтый до коричневого	Приятные	Основа для фумеоля (коптильный препарат, вырабатываемый во Франции)
Красное дерево	От золотисто-ко­ричневого до рез­ко коричневого	То же	Достигается быстрая окраска
Ясень, вяз	Желтый	Хорошие	—
Мягкие по роды древеси­ны	Желтый	Средние	Применяются в смеси с дымом от древесины дру­гих пород
Береза, то­поль	От желтого до коричневого	То же	То же
Крушина	От золотисто­-желтого до коричневого	То же	То же
Ель, сосна	Посредствен­ный, с отложе­нием сажи	Резкие, острые, с запахом скипидара	Непригодны
Можжевель­ник	Темно-корич­невый	Очень хоро­шие, специфиче­ские, пряные	—
Кустарники и другие растения:
вереск	Очень хороший	Специфический	Редко исполь­зуется
розмарин	Посредствен­ный	Превосходные, специфические, пряные	То же
лавр	То же	С парфюмер­ным оттенком	Используется в небольшом коли­честве
майоран (полевая мята)	То же	То же	То же
тимьян	То же	То же	То же
шалфей	То же	То же	То же

Для копченых рыбных продуктов характерны золотистые оттенки цвета и блестящая или глянцевитая пленка на поверхности этих же изделий. Предполагают, что образование блестящей пленки на поверхности копченой рыбы обусловлено пептизацией белков. Более яркий блеск на рыбных продуктах получается при копчении влажным густым дымом. Посол и кратковременное подсушивание перед копчением также улучшают блеск копченой рыбы.

Органолептические показатели пикши, копченной дымом от разных опилок

Вид древесины	Цвет	Запах	Вкус
Тик	Серый	Едкий	Малоприятный, невкусный
Красное дерево	Желтый, усту­пает дубу		Мягче и лучше, чем при копчении дымом от тика
Красная сос­на	Золотисто-жел­тый	Смолистый, но приемлемый	Мягкий и при­ятный привкус, лучше, чем при копчении дымом от красного де­рева
Орегонская сосна	Желтый, похож на цвет от дуба		Уступает дыму от красной сосны, но лучше, чем при копчении ды­мом от красного дерева
Сосна обыкновенная	Золотисто-жел­тый, похож на цвет от красной сосны	Очень смолис­тый, едкий	Лучше, чем при копчении дымом от тика, но не такой хороший, как при копчении дымом от крас­ной или орегон­ской сосны, силь­ный горький при­вкус
Лиственные породы	Золотисто-жел­тый		Мягкий, при­ятный, близок к дыму от красной сосны, но не­сколько уступает ему
Дуб	Интенсивный золотисто-желтый	Вполне прият­ный	Значительно лучше, чем при использовании дыма от опилок древесины дру­гих видов

В соответствии с другой гипотезой, разделяемой большинством исследователей, появление блеска на копченостях обусловлено соединениями типа фенолформальдегидных смол, осаждающимися на поверхности продуктов. Соединения типа фенолформальдегидных смол образуются в результате следующих реакций:

Теоретически, кроме фенола и формальдегида, подобные соединения типа смол могут давать многие фенолы и альдегиды.

До сих пор не установлено, образуются ли альдегидо-фенольные смолы непосредственно на поверхности продукта или же фенолы и альдегиды взаимодействуют между собой, находясь в дыме, и в виде смол осаждаются на изделиях. По-видимому, в процессе копчения происходит и то и другое. Например, для взаимодействия карболовой кислоты и формальдегида требуется сравнительно высокая температура, поэтому можно предполагать, что смолы из этих соединений образуются в начальной стадии получения дыма сразу же после термического разложения древесины. Такие же фенолы, как пирокатехин и резорцин, соединяются с формальдегидом на холоду при каталитическом воздействии муравьиной кислоты. С учетом этого можно полагать, что при быстром отводе из зоны горения соединений, образующихся при термическом разложении древесины, вещества типа пирокатехина, и формальдегида не успевают прореагировать между собой и вступают в реакцию друг с другом непосредственно на поверхности продукта после оседания.

По мнению Шооненса, в формировании блестящей пленки на поверхности копченостей играет роль уксусная кислота. Некоторые авторы считают, что при наличии на поверхности продукта небольшого количества жира блеск могут обусловливать одни альдегиды.

Наконец, полагают, что копченые изделия приобретают характерные блеск и глянцевитость в результате воздействия на поверхность продукта смеси фенолов и жиров.