Методы обезвоживания мяса, применяемые на практике, следующие:
- сушка без бланшировки;
- сушка с предварительной бланшировкой и измельчением;
- сушка под глубоким вакуумом с предварительным замораживанием (сублимационная сушка).
Обезвоживание сушкой без бланшировки для мясных отрубов можно применять только в том случае, если мясо тощее, так как процесс сушки сопровождается столь значительными изменениями жира, что они делают продукт малопригодным в пищу.
Обезвоживание мясных отрубов до влажности 10—15% должно потребовать длительного времени и сопровождаться глубокими изменениями мышечной ткани, понижающими в значительной степени ее обратимость, и практически недостижимо. Поэтому в промышленных условиях обезвоживание без бланшировки обычно применяется лишь в примитивных условиях с использованием естественных факторов проветривания (под навесом при солнечной сушке).
Обезвоживание предварительно посоленных отрубов производят в сушилках и при режимах сушки, аналогичных сушке соленокопченых мясопродуктов, получая продукт более пониженного качества, чем копченосушеные, так как при проведении такого процесса происходит частичное улетучивание ароматических веществ продукта и отсутствует воздействие на продукт ароматических и бактерицидных веществ коптильного дыма. Здесь следует упомянуть метод проф. Н. Харченко обезвоживания крупных отрубов продувкой воздуха через кровеносную систему, не вышедший из стадии опыта.
В промышленности применяется обезвоживание сушкой измельченного мяса для получения мясного порошка. Для его производства используется только охлажденное мясо. После обвалки, жиловки и измельчения на волчке его сушат.
Сушилка (ВНИИМП, А. Г. Диваков) состоит из трех ленточных транспортеров, расположенных друг над другом и заключенных в общую камеру, соединенную в нижней части с калорифером для подогрева воздуха. Сушка мясного фарша осуществляется по принципу противотока.
Мясо поступает на верхний транспортер, где после питателя со спиральной насадкой для разравнивания оно пропускается между двумя раскатывающими валами, сплющивающими фарш до толщины слоя 1,2 мм. Весь верхний транспортер фарш проходит за 10 мин. и подсыхает. В конце этого транспортера помещается счищающий нож, который отделяет образовавшуюся мясную ленту с верхнего транспортера. Затем мясная лента поступает на нижерасположенный второй транспортер, представляющий собой сетку (из нержавеющего металла), что дает возможность обдувать мясную ленту горячим воздухом с двух сторон и тем ускорить процесс сушки. Продолжительность выдержки мясного фарша на втором транспортере так же, как и на первом, составляет 10 мин. Со второго транспортера мясная лента поступает на дробилку, состоящую из двух барабанов, один из которых сделан из трубы с вращающимися кольцами, а другой — из отдельных дисков с зубьями и свободносидящими на дисках кольцами. Число оборотов обоих барабанов различно, что позволяет одновременно и разрывать, и дробить мясную ленту. Измельченное мясо поступает на нижний транспортер слоем до 25 мм и подвергается на нем сушке в течение 100 мин., здесь мясной фарш окончательно подсушивается до содержания влаги в нем 6—10%.
Осушающий воздух поступает на нижний транспортер с температурой 60° и направляется на транспортеры по принципу противотока, постепенно понижаясь в температуре до 50° над первым верхним транспортером. Скорость движения воздуха 3—4 м/сек.
Благодаря интенсивному испарению влаги мясо на верхних транспортерах не нагревается выше 45°. Мясо при таком обезвоживании сохраняет в основном свои питательные свойства, белки его сохраняют способность к набуханию, поэтому мясо вполне пригодно для кулинарной обработки.
Высушенная мясная масса поступает в выгрузочный шнек и подается в воронку мельницы для измельчения в тонкий порошок. Выход порошка составляет 25% от исходного жилованного мясного сырья.
Хранить мясной порошок следует в помещениях с температурой 12—20° и относительной влажностью воздуха 75—80%, обеспечивающих равновесную влажность, соответствующую влажности мясного порошка в 6—40%. Качество готового мясного порошка должно удовлетворять определенным требованиям ГОСТа. В целях увеличения длительности хранения содержание жира в мясном порошке допускается не более 5%.
Сушка с предварительной бланшировкой и измельчением. Этот метод более удобен, так как сушке подвергается мясо, частично обезвоженное бланшировкой, но он сопровождается денатурацией белков при бланшировке.
Технологический процесс состоит из следующих операций: отбор сырья; обвалка (для мяса на костях) и жиловка; охлаждение; измельчение; бланшировка; вторичное измельчение; сушка.
Для сушки отбирают первосортное свежее сырье, охлажденное и подвергнутое тщательному туалету. Обвалку и жидовку производят так же, как и для выработки колбасных изделий. Особенно тщательно удаляют жир, так как он задерживает процесс сушки, образуя жировую корочку, и уменьшает длительность хранения обезвоженного продукта. Удовлетворительные результаты обезвоживания получаются при содержании в говядине 10%, в свинине 20—30% жира.
После жиловки мясо охлаждают при температуре 2—3°, измельчают на волчке с решеткой диаметром отверстий в 6—8 мм.
Субпродукты после тщательного туалета и удаления жира перед бланшировкой подвергают следующей подготовке: печень, почки, вымя, сердце, легкие, мясо с голов и пищеводов разрезают на куски размером 3—4 см, вымя мелкого рогатого скота только надрезают; рубцы ошпаривают, освобождают от слизистой оболочки, охлаждают и разрезают на куски размером 3—4 см с вскрытием внутренних полостей; селезенку нарезают на продольные куски. После такой подготовки субпродукты (каждый вид в отдельности) промывают (за исключением мяса с голов) холодной водой; печень и почки дополнительно отмачивают в течение 1,5—2 час.
При бланшировке уничтожаются вегетативные формы микроорганизмов и некоторые ферменты и удаляется значительное количество несвязанной влаги. Содержание влаги в мясе и субпродуктах снижается с 73—75% до 55%.
После бланшировки мясо вторично измельчают на волчке (или куттере) с решеткой, диаметр отверстий которой равен 3—4 мм, субпродукты — 5—6 мм, а рубцы — до 14 мм. В целях сохранения в мясе экстрактивных, белковых и других веществ, выделившихся при бланшировке, бульон, освобожденный от жира сепарированием, сгущают и затем вводят перед сушкой в мясо. Свиное мясо плохо поглощает бульон, поэтому сгущенный бульон в этом случае либо смешивают с мясом в мешалке, откуда мясо, насыщенное бульоном, подают в волчок для вторичного измельчения, либо тонкой струей подают в сушилку, если применяется сушилка непрерывного действия.
После вторичного измельчения мясо и мясопродукты направляют на сушку, которую можно производить в шкафных, камерных, канальных, ленточных конвейерных, барабанных, ротационных и распылительных сушилках.
Оптимальными условиями для обезвоживания мясопродуктов в атмосферных шкафных сушилках считают температуру поступающего воздуха 70—71°, а насыщенного отходящего воздуха в 50° при 30 % относительной влажности. Скорость воздуха от 30 до 60 м/мин. Продолжительность сушки около 4 час.
Лучшие результаты по качеству обезвоживания мяса получаются при использовании шкафных вакуумных сушилок, позволяющих поддерживать более низкие температуры сушки.
Для сушки применяют различные типы атмосферных барабанных сушилок с подачей воздуха в барабан, а также вакуумные двустенные с вращающимися лопатками, в которых сначала производится бланшировка впуском пара в цилиндр при атмосферном давлении, а затем сушка под вакуумом. Применение такой сушилки имеет то преимущество, что весь процесс обезвоживания может быть произведен в одном аппарате.
Длительность сушки свиного мяса в 1,5 раза больше говяжьего. При восстановлении обезвоженного мяса для дальнейшей кулинарной обработки рекомендуется добавлять воду в количестве 2,4 л на 1 кг обезвоженной говядины и 1,2 л на 1 кг обезвоженной свинины. Для набухания обезвоженных субпродуктов необходимо 2,1—2,7 л воды на 1 кг.
Схема производства обезвоженного мяса по методу бланшировки и сушки. 1 — куттер; 2 — бланшировочный котел; 3 — приемочный танк; 4 — шнек; 5 — волчок; 6 — сушилка; 7 — тележка; 8 — поддон для сока; 9 — центрифуга; 10 — отсепарированный жир; 11 — приемник для сока; 12 — насос для перекачки сока; 13 — двустенный подогревательный котел; 14 — вакуум-аппарат; 15 — промежуточный котел; 16 — месильный чан; 17 — тележка; 18 — вакуум-насос
На рисунке представлена схема поточного производства обезвоженного мяса. Мясо после жиловки и охлаждения измельчают на волчке или на куттере 1, или на мясорезке до размеров кубика со стороной в 50 мм. Измельченное мясо самотеком поступает в открытый двустенный бланшировочный котел 2 с лопастной вертикальной мешалкой, в рубашку которого подается пар давлением 0,2—0,7 ати. Длительность бланшировки 30 мин. до достижения температуры в толще мяса в 74—75° По окончании бланшировки мясо через клапан в дне бланшировочного котла поступает в приемный чан 3 со шнеком, откуда, шнеком и наклонным элеватором 4 подается в волчок 5. Приемный чан, куда поступает мясо из бланшировочного котла, делается дырчатым. Мясной сок и растопленный в процессе бланшировки жир отжимают шнеком через отверстия в поддон 8 и направляют на центрифугу 9, в которой сок отделяется от жира.
Мясной сок из центрифуги направляют на упаривание в двустенный котел с мешалкой 13, а оттуда в вакуум-аппарат 14 для сгущения. Сгущенный мясной сок при выработке обезвоженной говядины направляют в волчок 5 для абсорбирования мясом. При выработке обезвоженной свинины, поскольку свиное мясо плохо абсорбирует сок, сгущенный в вакуум-аппарате бульон поступает в промежуточный двутельный котел 15 с обогревом, откуда сливается в месилку 16 для перемешивания с загружаемым в нее бланшированным мясом. Из мешалки мясо, насыщенное мясным соком, подается в волчок 5 для измельчения. Из волчка мясо направляется на сушку в сушилку 6, откуда поступает на упаковку.
При сушке мяса и мясопродуктов в вакуум-сушилках получают обезвоженную продукцию лучшего качества по обратимости.
Сушка под глубоким вакуумом с предварительным замораживанием. Этот метод обезвоживания получил широкое распространение при консервировании таких продуктов, как кровь, эндокринное сырье, сыворотки, пенициллин, мясной порошок. Область применения этого метода обезвоживания увеличивается и перспективы его развития широки. Кусковое мясо по этому методу обезвоживается с наилучшими результатами обратимости.
Установки обезвоживания с предварительным замораживанием и сушкой под вакуумом бывают трех видов: криохимические, безконденсаторные и лиофильные.
В установках криохимического типа обезвоживание заключается в том, что высушивание замороженного продукта производится в вакууме с поглощением выделяемой влаги адсорбентом (прокаленным гранулированным гипсом и др.). Сушка производится при остаточном давлении 0,5—1,5 мм рт. ст. и длится несколько часов. Регенерация поглотителя требует большого расхода электроэнергии, почему этот метод обезвоживания применяется только для лабораторных работ, когда обезвоживают небольшое количество продукта. В качестве адсорбента целесообразно применять силикагель, который легко отдает при нагревании свою влагу, вновь восстанавливая свою адсорбционную способность, безопасен и химически нейтрален.
В бесконденсаторных установках процесс обезвоживания предварительно замороженных продуктов идет под вакуумом, достигаемым непосредственной откачкой водяных паров мощным масляным вакуум-насосом. Сушка производится при остаточном давлении в начале 4,5 мм рт. ст. и в конце 0,2 мм рт. ст. Процесс сушки протекает длительно, стоимость аппаратуры высока. Способ этот пригоден для сушки значительных количеств продукта.
В лиофильных установках сублимационный процесс обезвоживания заключается в том, что высушивание предварительно замороженных продуктов производится под глубоким вакуумом с конденсацией паров в поверхностных конденсаторах, охлаждаемых циркулирующим хладагентом. Высушивание должно идти при остаточном давлении в вакуум-аппарате порядка 0,1—1,0 мм рт. ст.
При сушке замороженных продуктов в последние годы применяют инфракрасные лучи, обладающие свойством глубоко проникать в толщу органических веществ, что позволяет ускорить процесс лиофильвой сушки и высушивать материал до почти полного отсутствия влаги без повышения его температуры до опасного для него разрушающего предела.
Инфракрасные лучи действуют на всю толщу высушиваемого продукта.
Для лиофильной сушки в производственных условиях применяют вакуумные шкафные сушилки, соединяемые с конденсатором, охлаждаемым от холодильной установки до температуры —40°, и мощной высоковакуумной установкой.
В США для сублимационной сушки мясопродуктов используют вакуумные шкафы, в которых испаряемая влага конденсируется на конденсаторе-змеевике, охлаждаемом от холодильной установки. Вакуум создают масляным вакуум-насосом или водяным и паровым эжекторами; сушилка обогревается за счет теплопроводности горячей водой или паром, циркулирующими в пустотелых полках-плитах, на которых размещается подвергающийся обезвоживанию мясопродукт. Разрежение в шкафу доводится до остаточного давления в 0,3 мм рт. ст. Испарение идет так быстро, что продукт в процессе обезвоживания продолжает замораживаться.
Для сушки кусков мяса толщиной 18—20 мм шкафы-сублиматоры оборудуют раздвижными полками — полыми плитами шириной 1220 мм с максимальным зазором 40 мм. В начале обезвоживания температуру воды в плитах постепенно повышают с 20 до 25°, что предупреждает дальнейшее снижение температуры мяса (которое направляется в сублиматор после замораживания при температуре —10°) в результате испарения влаги. Затем уменьшают зазор между плитами, создавая более плотный контакт с продуктом, и температуру воды быстро доводят до 90°; к концу процесса температура воды в плитах и мяса 60°.
В сушилке для плазмы крови обогрев осуществляется платиновой спиралью, излучающей инфракрасные лучи. Длительность обезвоживания плазмы 8 час., мяса до 72 час. Продолжительность набухания от 5 до 30 мин.
Длительность хранения крови в обезвоженном состоянии при температуре 21—23° до 2 лет, свинины б мес., натуральных бифштексов 10 мес.
В США ведутся также опыты обезвоживания мясопродуктов под вакуумом при температуре ниже 0° при воздействии на них микроволн от радарной установки.
Радиоволны используют для перевода влаги из внутренних слоев продукта на поверхность, причем микроволны свободно проходят через высушенную часть, не повышая при этом ее температуры. Энергия радиоволн, следуя за отступающей вглубь границей льда, внутри льда рассеивается, нагревая его настолько, что происходит испарение льда без перехода в воду (сублимация). Продолжительность сушки до 6 час.
Обезвоженное этим методом мясо можно хранить при комнатной температуре в воздухонепроницаемой упаковке до одного года (без изменения вкуса и питательных свойств).
Радиационный метод сублимационной сушки очень эффективен.
У нас в СССР сублимационной сушке в лабораторных и полупромышленных условиях подвергали мясо и поджелудочную железу. Сублимационная полупромышленная установка состояла из сублиматора — горизонтального стального цилиндра, в котором продукт укладывали на противни из нержавеющей стали, конденсатора, охлаждающегося непосредственным испарением аммиака, и масляного вакуум-насоса высокой мощности.
Обезвоживание поджелудочной железы проводили по следующей схеме: предварительно замороженную железу на волчке или скорорезательной машине нарезали тонкими ломтиками или измельчали в стружку толщиной 2—5 мм (лучший процесс) и направляли быстро в сублиматор, режим работы которого колебался в следующих пределах: температура конденсации —10—23°, остаточное давление воздуха 0,2—1,0 мм рт. ст. После сублимации поджелудочную железу хранили в бутылях с обычной герметизацией при температуре 18—22°.
Длительность обезвоживания в полупромышленных условиях составила 16—23 часа (в лабораторных условиях 5 час.) с влажностью по сухому остатку 5,15—12,7%.
Активность изготовленного после двухмесячного хранения при] температуре до 22° из обезвоженной железы инсулина не ниже, а в ряде случаев выше активности инсулина, полученного из замороженной поджелудочной железы (активность в международных единицах в 1 мг высола 0,7—1,9 и выход в международных единицах 945—1349).
Мясо обезвоживали при температуре —2—4°; оно сохраняло внешний вид, цвет и форму и быстро восстанавливалось. Мясо ломтиками и фаршем обезвоживали в течение 5 час.; остаточная влажность 10—19% к сухому продукту (исходная влажность 233—237%). Обезвоженное мясо хранилось от 8 дней до 18 месяцев. Время оводнения 15—19 мин., степень оводнения 88,5% (для 8 дней) и 90,2—92,6% (для 8 месяцев) и влажность 204—210% к сухому продукту. Качественные показатели (pH, NH3, H2S и др.) обезвоженного мяса в процессе хранения и оводнения практически не изменились.
Восстанавливаемость обезвоженного мяса сублимацией значительно выше восстанавливаемости мяса, обезвоженного под вакуумом при температуре 27—30°, степень оводнения которого в опытах была 69%, а время 180 мин.
Схема обезвоживания мяса сублимацией: предварительное измельчение замороженного мяса ломтиками толщиной 3—4 мм, затем сушка в сублиматоре при —3—4° при температуре конденсатора —12—18°.
Для обезвоживания мяса и мясопродуктов сублимацией у нас в промышленности применяют вакуумные шкафы, в которых при помощи масляных вакуум-насосов создается остаточное давление до 0,3—1,5 мм рт. ст. Продукт размещают на полках слоем 4—8 мм. Температура сублимации —10—15°, тепловая сушка обогревом полок горячей водой температурой 45—60°. Соотношение поверхностей охлаждаемых и нагреваемых 3:1 или 2:1.
При начальной влажности продукта 75—80% после обезвоживания конечная составляет 3—7%.
Обезвоженное мясо для длительного хранения необходимо упаковать в жестяные консервные банки с применением вакуум-закатки. Перед закаткой обезвоженное мясо надо уплотнять. В виду большого содержания жира в обезвоженной свинине рекомендуется в этот продукт вводить какой-либо антиокислитель во время процесса бланшировки.
Для менее длительного хранения обезвоженное мясо и субпродукты можно упаковывать в различного вида картонную тару, фанерные барабаны или деревянные ящики, предварительно выстланные влагонепроницаемой бумагой, и даже хлопчатобумажные мешки, после предварительной упаковки в влагонепроницаемые материалы.