Под копчением понимают воздействие на пищевые продукты летучих веществ, образующихся при неполном сгорании дерева.
Кратковременное копчение при относительно высокой температуре (60—110% в течение 30—120 мин. называют у нас обжаркой. Обжарку применяют при производстве всех сортов вареных и полукопченых колбас.
В процессе обжарки, которая в зависимости от диаметра батонов продолжается от 30 мин, до 2 час., составные части дыма могут проникнуть только в оболочку неповерхностные слои колбасного фарша.
Рядом наблюдений установлено, что одно копчение не может препятствовать процессам гниения. Коптильный дым проникает в толщу несоленого мяса крайне медленно. В процессе посола структура мышечной ткани изменяется, в результате чего она становится более проницаемой для дыма. Поэтому перед копчением продукты солят.
Консервирующее действие дыма
При неполном сгорании дерева протекают сложные химические процессы. Первоначально возникающие вещества под влиянием тепла подвергаются полимеризации, восстановлению и т. д.
Дым представляет собой смесь продуктов неполного сгорания дерева, состоящего из мельчайших твердых частиц, паров воды и газов.
В дыме содержится муравьиная, уксусная кислоты, формальдегид, ацетон, гваякол, фенол, орто-, мега-, паракрезолы, некоторые фракции смолистых веществ и многие другие вещества.
Повышение стойкости мясопродуктов в процессе копчения основано на консервирующем, бактерицидном действии дыма, подсушивании и дублении белковых веществ.
Дезинфицирующим и консервирующим действием обладают содержащиеся в дыме формальдегид, фенол, крезол, ксилол, толуол, смолы, кислоты.
Бактерицидное действие коптильного дыма находится в прямой зависимости от его температуры. В. Я. Мазякин и Е. А. Рогачевская установили, что при более высокой температуре отмирание микробов протекает с большей скоростью.
По данным Н. Е. Гиббонса и других, выживание бактерий зависит от густоты дыма и температуры; колебания во влажности воздуха оказывают незначительное действие. Копчение легким дымом мало действует на развитие микробов при температуре 60°, в то время как густой дым значительно уменьшает обсемененность даже при более низкой температуре (13°). При 60° как легкий, так и густой дым понижает количество микробов до 0,01% исходной величины.
Специфический вкус и аромат копченых продуктов зависят от поглощения белками и жиром составных частей дыма.
Изменения мясопродуктов в процессе копчения
К веществам, сообщающим продукту вкус и аромат копчения, относятся главным образом фенолы и их производные, а также некоторые фракции альдегидов и смолистых веществ.
Степень прокопченности продуктов обычно характеризуют фенольным числом, т. е. содержанием в продукте фенолов. Фенольное число выражают в мг фенола на 100 г продукта.
Накопление фенолов и альдегидов протекает наиболее интенсивно в первые 24 часа, в последующие же сутки вследствие уменьшения разности концентрации этих веществ в окружающей среде и колбасе, проникновение их в продукт понижается.
Состав дыма в разных этажах коптильной камеры неодинаков. Фенолы, как наиболее тяжелые вещества, содержатся в большем количество в нижних этажах коптилка, а альдегиды и кетоны, как наиболее летучие вещества, — в верхних. Поэтому, чем выше над топкой подвешена колбаса, тем меньше она содержит фенолов и больше альдегидов.
В процессе холодного копчения в копченой колбасе накапливается 9—32 мг% фенолов и 9—48 мг% альдегидов.
Фенолы хорошо растворяются в жире, поэтому в жировой ткани содержание их выше, чем в мышечной. Скорость проникновения фенолов в толщу продуктов при 24-часовом копчении различна.
Окраска поверхности копченых продуктов обусловливается смолистыми веществами дыма. Подсмольные воды, полученные при сухой перегонке деревьев различных пород, имеют разный состав.
Смолистые вещества разных пород дерева также различаются по составу. Смола букового дерева содержит: гваякола и креозота 10,5%, фенолов и их производных 41,0%. Сосновая смола соответственно содержит 7,5 и 17%.
Выход смолистых веществ находится в обратной зависимости от влажности дерева. В. Я. Мазякин и Е. А. Рогачевская, исследуя влияние разных пород дров на качество копченой московской колбасы, наблюдали большее накопление фенолов и альдегидов при сжигания ольховых дров по сравнению с дубовыми или осиновыми при продолжительности копчения 4 суток. Наиболее интенсивное накопление фенолов и альдегидов происходило в течение первых 48 час. копчения.
Во многих странах, кроме ольхи, применяют бук, красное дерево, можжевельник, дуб, яблоневое дерево и другие породы.
Рекомендуется для холодного копчения применение смеси различных видов дров, например 1 часть красного дерева, 2 части ольхи, или 2 части бука, 1 часть красного дерева и 1 часть сосны.
Красное дерево придает продукту золотистую окраску, дуб и ольха — от темно-желтого до коричневого тона, бук, липа, клеи и другие лиственные деревья — золотисто-желтую окраску.
В некоторых странах применяют специальный коптильный порошок, который представляет собой смесь особенно ароматических составных частей тропических древесных пород. В отдельных порошках содержится серный цвет, из которого при сгорании возникает сернистая кислота, способствующая получению более интенсивной окраски.
Белковые вещества под влиянием высокой температуры обжарки коагулируют и задубливаются под действием содержащегося в дыме формальдегида и других веществ. При этом естественная оболочка подсушивается, становится прозрачной, более прочной, негигроскопичной, устойчивой к воздействию микробов и плесеней, а следовательно, более стойкой при хранении.
В процессе обжарки фарш колбас нагревается до 40—45°, что способствует ускорению взаимодействия нитрита с белками мяса и появлению красно-коричневатой окраски фарша на поверхности батонов. Окраска поверхности улучшается также под влиянием адсорбции оболочкой и поверхностным слоем фарша смолистых веществ.
По данным В. П. Воловинской и других (ВНИИМП), в процессе обжарки при температуре 65—75° и содержании в задымленном воздухе фенолов 15,8 мг/м3, углекислоты 16,5 г/м3, смолистых веществ 4,9 г/м3, влаги 22,7 г/м3 в колбасе накапливается фенолов 11,4 мг% в пересчете на сухое вещество, альдегидов 27,0 (в мг йода на 100 г сухого вещества).
При повышении температуры обжарки до 150—190° понижается интенсивность окраски поверхности колбас. Поверхность колбас светло-коричневого цвета, который обусловлен адсорбцией смолистых веществ и значительно отличен от интенсивной красно-коричневой окраски колбас, обжаренных при температуре 78°.
Лучшие результаты по обжарке колбас при температуре 150—185° были получены при введении в камеру пара в начале обжарки.
В немецкой литературе указывается на применение кратковременной обработки паром в начале копчения, что способствует образованию более равномерной и яркой окраски поверхности колбасы.
У нас при производстве сосисок также предусмотрено введение пара в камеру вначале обжарки.
В процессе копчения происходит поглощение белками и жирами составных частей дыма, потери воды, денатурация белков мяса, потери витамина B1 (15—20%), В2 и никотиновой кислоты.
Потери веса мясопродуктов при копчении зависят от состава продуктов, температуры и продолжительности копчения. Потери тем больше, чем меньше содержание жира в продукте, чем ниже температура камеры и чем больше влаги содержит продукт.
Потери веса колбас в процессе обжарки находятся в обратной зависимости от величины диаметра батона. По данным Н. Н. Шишкиной и других (ВНИИМП), потери веса любительской колбасы при температуре 85—110° при диаметре батона 90—120 мм составили 3,4%, а при диаметре батона 50—60 мм — 7,3%.
Потери веса колбас зависят также от вида оболочки. При обжарке колбасы в искусственных целлофановых оболочках или кутизине потери меньше, чем в естественных при прочих одинаковых условиях; так, потери веса полукопченой украинской колбасы в кругах диаметром 40—75 мм при температуре копчения 75—85° составили 7,3%, а в кутизине диаметром 45—50 мм — 4,0%.
При обжарке колбасы хорошо в первые 10—20 мин. подсушить поверхность ее без подачи дыма.
Методы копчения
В процессе копчения продукты подвергаются одновременному воздействию дыма в тепло. Сочетание этих двух факторов обусловливает качество, потери веса и стойкость продукта при дальнейшем хранении. Различают два метода копчения — сухой и мокрый.
Сухим методом копчения называют обработку продуктов дымом при определенной температуре в течение определенного времени.
Мокрое копчение — обработка продукта жидкостью соответствующего состава, придающей продукту вкус и запах копчения.
Сухое копчение, в зависимости от температуры в коптильной камере, имеет два способа: холодное (медленное) и горячее (быстрое).
Холодное копчение производят при температуре 18—22° в течение 4—7 суток. Мясо глубоко пропитывается веществами, содержащимися в дыме. Усушка мяса равномерная, потери веса большие. Закопченный таким способом продукт отличается более высокой стойкостью при хранении по сравнению с другими; плавления жира не наблюдается. Этот способ копчения преимущественно используют при производстве сырокопченых колбас.
Горячее копчение производят при температуре 35—50° в течение 12—48 час. в зависимости от вида продукта. При горячем копчении газообразные продукты проникают в мясо менее глубоко, чем при холодном, вследствие образования поверхностной корочки денатурированных белков, которая затрудняет проникновение газообразных веществ в нижележащие слои и препятствует удалению влаги из продукта. При этом способе копчения достигается меньшая устойчивость продуктов при хранении и возможно оплавление жира.
Горячее копчение применяют при производстве полукопченых, летних колбас и свинокопченостей.
Разновидностью горячего копчения является обжарка колбас (температура 60—110°).
Горячее копчение применяют также при производстве копчено-запеченных окороков. В данном случае процесс копчения производят в две фазы. В течение первых трех-четырех часов (в зависимости от веса) окорока коптят при температуре 115—120°, а затем понижают температуру до 70—75° и продолжают копчение в течение 12—14 час. до достижения в центре окорока температуры 68°.
Обжарку и копчение мясопродуктов производят в стационарных коптилках или в конвейерных автокоптилках при непрерывном движении продуктов.
Для создания высокой температуры обжарки оборудуют глухими змеевиками с паром.
Стационарные коптилки делают одноэтажными и многоэтажными; продукты размещают в них на рамах, рамных тележках или палках.
По данным Н. И. Хиной (Гипромясо), в шестиэтажных коптилках при средней температуре копчения 37—40° перепад температуры между первым и верхним этажами составляет 5—6°, а перепад относительной влажности 7—15%. Следовательно, при копчении в стационарных коптилках продолжительность копчения должна быть различной.
Автоматические конвейерные коптилки бывают горизонтальными и вертикальными.
Дым поступает в коптильные камеры через решетчатый пол.
Автоматические конвейерные коптильные камеры имеют то преимущество перед стационарными, что все продукты в них во время копчения находятся в совершенно равных условиях температуры, влажности воздуха и состава дыма. Кроме того, достигается более равномерное распределение фенолов и альдегидов.
С целью кондиционирования дымо-воздушной смеси устраивают коптилки с дымообразованием вне камеры.
Централизованное снабжение камер дымом и теплом дает возможность автоматически регулировать температуру, состав дымо-воздушной смеси, количество циркулирующей смеси и свежего воздуха.
Преимуществом коптилок с дымообразованием вне камер является также возможность проведения предварительной подсушки поверхности продукта циркулирующим воздухом без дыма и последующих процессов копчения, сушки и охлаждения в одной камере.
Из различных конструкций дымогенераторов выделяют дымогенератор, в котором дым образуется путем регулируемого трения бруска дерева о металлический фрикционный диск. Густота, температура и влажность дыма легко регулируются. Дым проходит через металлический фильтр, а затем промывается водой, в результате чего освобождается от твердых частиц и от смол. Применение этого дымогенератора способствует достижению равномерной окраски колбасных изделий, улучшению запаха и вкуса и исключает опасность возникновения пожара.
Значительная продолжительность процесса копчения вызывает необходимость иметь большое количество коптильных камер, которые на крупных предприятиях представляют собой многоэтажные здания и затрудняют создание непрерывных механизированных линий.
С целью интенсификации процесса копчения в ряде стран проведены и ведутся работы по применению электростатического копчения. У нас, в СССР, в этой области работают Н. Е. Федоров и И. А. Рогов (МТИММП). В американской литературе опубликована статья Д. В. Ханлея и других о разработке непрерывного ускоренного метода копчения мясных продуктов.
Авторы объединили три этапа копчения мясных продуктов (нагревание, копчение и подсушивание) в единый, непрерывный ускоренный процесс и разработали агрегаты производственного типа, которые были испытаны в производственных условиях. С этой целью применено электростатическое копчение в сочетании с нагреванием продукции инфракрасными лучами.
Для копчения бекона используются электрическое напряжение 30—40 тысяч вольт, скорость движения дыма 24 м/мин, плотность дыма 3,2 светометрических единиц. В первой фазе бекон нагревается инфракрасными лучами в течение 24 мин. до температуры 49—52°; во второй — коптится электростатическим методом в течение 3—4 мин.; в третьей — дополнительно прогревается инфракрасными лучами в течение 3—4 мин. Готовый продукт получается в течение 30 мин. вместо 12—14 час. и отвечает необходимым качественным требованиям.
Мокрое копчение — обработка пищевых продуктов специально очищенными дистиллятами сухой перегонки древесины. До сих пор этот метод не получил промышленного применения для копчения мясопродуктов. При мокром копчении важно производить очистку коптильной жидкости, получаемой из подсмольной воды.
Подсмольная вода содержит вещества, которые являются бесполезными или даже вредными (жирные кислоты, метанол, ацетон, циановые производные и креозот). Процесс получения жидкости преследует цель удаления из подсмольной воды указанных нежелательных компонентов при одновременном сохранении важных ароматических составных частей дыма. Для получения подсмольной жидкости предпочтение отдается буковому дереву по сравнению с другими породами. Из подсмольной жидкости удаляют деготь, экстрагируют тяжелые нежелательные продукты, жидкий экстракт тщательно дистиллируют. По окончании очистки дистиллята получают чистое дымовое масло (фумеоль), которое состоит из группы масел и содержит фракции, имеющие фенольные и спиртовые группы.
Пищевые продукты можно погружать в 2—3%-ный водный раствор фумеоля на различный период времени с последующей сушкой или перемещать через туман, образованный из мельчайших капелек раствора фумеоля.
Чистый фумеоль также добавляют к соли, объединяя процесс посола и копчения в одной операции.
Преимуществом мокрого бездымного копчения является быстрота придания продукту вкуса и аромата, свойственных копченым продуктам, точность дозировки, исключение весовых потерь. Отпадает также потребность в дорогостоящем оборудовании. Однако при приготовлении продуктов, которые нуждаются в определенном обезвоживании (копченые, полукопченые колбасы, некоторые виды свинокопченостей), при бездымном методе копчения необходима дополнительная сушка, что, в свою очередь, требует соответствующего оборудования, площади и времени. Трудность также представляет получение подлинного вкуса и аромата копченостей.
В США и других странах применяют коптильную соль, которая смешивается с продуктами дистилляции. В Англии применяют специальные коптильные порошки для придания колбасам вкуса копченостей. В Америке некоторые фирмы вырабатывают также коптильные жидкости, которые используются в колбасном производстве. Однако широкого применения они не получили.
В этой области ведутся исследования во ВНИИМПе и во МТИММПе.
Техника копчения мясных продуктов
Перед копчением соленые мясопродукты (окорока, лопатки, корейки и т. д.) промывают (или вымачивают), подсушивают, подпетливают и развешивают на палки.
Для подвешивания свинокопченостей применяют, кроме шпагата, металлические крюки из нержавеющего металла, специальные подвески и зажимы. Для предохранения продуктов от загрязнения их помещают в марлевые или трикотажные мешочки или завертывают в один слой марли.
Перед загрузкой продуктов камеры нагревают. После загрузки копчености слегка подсушивают в течение 2—3 час., при этом температуру поддерживают на 10—12° выше, чем при дальнейшем копчении.
Если перед копчением подавать в камеру пар в течение непродолжительного времени, то продукт получится более яркой и равномерной окраски.
Продолжительность копчения для разных колбасных изделий устанавливается в зависимости от рецептуры, веса, формы продукта и требований к характеру готовой продукции.