CC BY
29
УДК 664.8/.9.034
Установка для насыщения мускусной утки ароматом дыма с применением избыточного давления и пряно-коптильных ароматизаторов
Installation for saturation muscovy duck of the smoky flavor
with the use of overpressure and spicy-smoked flavors
Профессор С.В. Шахов, доцент А.Н. Мартеха, ассистент И.Н. Сухарев, аспирант С.Ю. Шубкин, аспирант А.С. Марухин
(Воронежский государственный университет инженерных технологий) кафедра машин и аппаратов пищевых производств, тел. 8-920-215-21-65 E-mail: i.suxarev@yandex.ru
Professor S.V. Shakhov, Associate Professor A.N. Marteha, Assistant Professor I.N. Sukharev, Post Graduate Student S.J. Shubkin, Post Graduate Student A.S. Marukhin
(Voronezh state University of engineering technologies) chair of cars and devices of food produc-tions, tel. 8-920-215-21-65 E-mail: i.suxarev@yandex.ru
Реферат. В последние годы возрос интерес исследователей к копченым изделиям, в первую очередь, как к источнику белковой пищи. При этом актуальна задача разработки всё новых видов оригинальных копченых продуктов. Одним из перспективных направлений в этой области является расширение ассортимента продукта путем изменения и улучшения его вкуса, аромата и продолжительности хранения при помощи копчения продукта коптильными ароматизаторами. Поэтому для решения задач, связанных с обеспечением высокой эффективности копчения, необходимо разработать способ, обеспечивающий проникновение коптильных частиц внутрь продукта, путем устранения лимитирующих факторов на их пути. Разработанная установка позволяет при проведении копчения варьировать следующие технологические параметры процесса: температуру, скорость, расход дымовоздушной смеси и паров пряно-коптильных ароматизаторов; оптическую плотность, относительную влажность коптильной смеси; температуру пиролиза опилок в дымогенераторе и концентрацию коптильной смеси в коптильной камере. Коптильные ароматизаторы в виде пара и дымо-воздушная смесь подаются непосредственно на продукт под действием избыточного давления. В результате чего происходит улучшение качества и увеличение продолжительности хранения продукта за счет проникновения коптильных компонентов, очищенных от канцерогенных веществ, вглубь продукта. При этом продукт сохраняет сочность, что очень важно для вкусовых характеристик.
Summary. In recent years interest of researchers in smoked products, first of all, as to a source of proteinaceous food increased. At the same time the task of development all of new types of original smoked products is urgent. One of the perspective directions in this area is expansion of the range of a product by change and improving of its taste, flavor and duration of storage by means of smoking of a product koptilny fragrances. Therefore it is necessary to develop the method providing penetration the koptilnykh of particles in a product for the decision of the tasks connected to support of high performance of smoking, by elimination of the limiting factors on their way. The developed installation allows to vary the following technological parameters of process when carrying out smoking: temperature, speed, expenditure of an air-flue compound and vapors spicy коптильных fragrances; optical density, the relative humidity of a koptilny compound; temperature of a pyrolysis of sawdust in a smoke generator and concentration of a koptilny compound in the koptilny camera. Koptilny fragrances in the form of steam and an air-flue compound move directly on a product under the influence of excessive pressure. Therefore there is an improving of quality and increase in duration of storage of a product due to penetration the koptilnykh of the components cleared of cancerogenic substances, deep into a product. At the same time the product saves juiciness that is very important for flavoring characteristics.
Ключевые слова: копчение, давление, испарительный бачок, пряно-коптильные ароматизаторы, мускусная утка.
Keywords: smoking, pressure, vaporizing tank, spicy коптильные fragrances, musky duck.
С Шахов C.B., Мартеха A.H., Сухарев И.Н., Шубкин С.Ю., Марухин A.C., 2017
В настоящее время на российском рынке представлен очень большой ассортимент копченой продукции от разных ведущих производителей. Для копчения используют мясо свинины, говядины, птицы, конины. Однако производство мяса птицы в мире растет быстрыми темпами. Среднегодовой прирост за последние 20 лет составил 5,2 %, что свидетельствует о потребительском интересе к данному виду продукции [1].
В последние годы наблюдается интерес к промышленному производству мяса уток. Мясо уток имеет высокую пищевую ценность и обеспечивает потребности организма в белках, липидах, минеральных веществах, витаминах. Мускусные утки обладают определенными биологическими особенностями - у них отличное качество мяса [3, 6].
Копченые мясные изделия всегда привлекают потребителей своим неповторимым вкусом и ароматом. При копчении также достигаются бактериальный и антиокислительный эффекты [1, 3, 6]. Эти продукты хорошо сохраняются при повышенных температурах.
Предпочтительным способом копчения мускусной утки является копчение под действием избыточного давления, обладающее неоспоримыми преимуществами перед копчением традиционными способами: минимум расходов электроэнергии и древесины; низкий риск осаждения на поверхности продукта опасных для здоровья человека продуктов неполного сгорания древесины; получение продукта стандартного качества; увеличение выхода продукта за счет снижения потери влаги во время копчения; отсутствие дополнительной тепловой обработки, которая может вызвать изменения структуры, консистенции продукта, его орга-нолептических показателей и микробиологического состояния, а также денатурацию и распад основных органических соединений [4, 5, 6].
На рис. 1 представлен общий вид установки для насыщения ароматом дыма мускусной утки с применением избыточного давления и пряно-коптильных ароматизаторов.
3
16 15 и 13 12
7 5
¿3
35
42 17
10
У
у
®« «- ■
8
10 18
~ I 1 ' ш
У
31
37 36
38
И 39
26
19 20 21 22 23 27
ШЯх. 25
31
о
у
28
29 2
30
32
33
Рис. 1. Схема установки для насыщения ароматом дыма мускусной утки с применением избыточного давления и пряно-коптильных ароматизаторов: 1 - коптильная камера; 2 - дымогенератор; 3 - испарительный бачок; 4 - пулып управления; 5 - клапан сброса давления; 6, 29, 36 - манометр; 7, 28, 37 - терморегулятор; 8 - выходной патрубок; 9 - вентилятор; 10, 32, 39 - нагревательный элемент; 11 - дверца со смотровым окном; 12, 13, 14, 15, 16 - кнопки на пульте управления; 17 - подвесной каркас; 18 - железные жалюзи; 19 - входной патрубок; 20, 27, 35, 40 - заслонка; 21 - нагнетающее сопло; 22 - эжектор; 23 - камера смешивания; 24 - насос; 25 - фильтр; 26, 34 - трубопровод; 30 -специальный люк; 31 - перфорированный лист; 33 - поддувало; 38 - заливное отверстие; 41 - пряно-коптильные ароматизаторы; 42 - крючки, 43 - обратный трубопровод
ывающей промышленности питания, Ар 3, 2017
Лабораторная установка для проведения экспериментальных исследований получения копченых мясных изделий с применением избыточного давления и пряно-коптильных ароматизаторов (рис. 1) работает следующим образом.
Предварительно подготовленный продукт нанизывается на крючки 42, расположенные на подвесной раме 17 в коптильной камере 1, затем камеру закрывают дверцей со смотровым окном 11 и при помощи пульта управления 4 включают нагревательный элемент 10 и вентилятор 9 на выходном патрубке 8 для удаления свободной и поверхностной влаги из продукта, доводят температуру внутри камеры до 120-180 °С, процесс сушки длится в течение 40 мин.
Затем в дымогенератор 2 через люк 30 насыпают опилки на лист 31с отверстиями и закрывают заслонку 27 на трубопроводе 26, после чего включают нагревательный элемент 32 и доводят температуру до 290-300 °С.
В испарительный бачок 3 через заливное отверстие 38 заливаются пряно-коптильные ароматизаторы 41 и включают нагревательный элемент 39 при закрытой заслонке 35 на трубопроводе 34 для повышения давления внутри бачка до 198 кПа и доводят температуру до 110-120°С.
После удаления свободной влаги из продукта выключают нагревательный элемент 10 и вентилятор 9, закрывают заслонку 40 на выходном патрубке 8, а заслонки 35 и 27 на трубопроводах 34 и 26 открывают и включают насос 24.
Из дымогенератора 2 дымовоздушная смесь отсасывается через фильтр 25, в котором одновременно происходит ее охлаждение и очистка от канцерогенных компонентов, насосом 24 и нагнетается в эжектор 22 под давлением в пределах 0.12-0.13 атм, проходит через камеру смешивания 23, где дымовоздушная смесь смешивается с парами пряно-коптильных ароматизаторов, после чего вся смесь с большой скоростью проходит через нагнетающее сопло 21, попадая в трубопровод 19 с открытой заслонкой 20 и с регулируемыми железными жалюзями 18, позволяющими регулировать направление коптильной смеси, которая начинает пронизывать поры продукта снаружи, ослабляя силы взаимодействия между молекулами в местах попадания. Давление в местах столкновений оказывается выше давления окружающей среды, и чем выше скорость испарения, тем выше разница давления на границе раздела фаз и в среде. При этом увеличивается общее давление среды в коптильной камере до 198 кПа.
Процесс копчения продолжается в течение 20 мин, после чего перекрываются заслонки 27 и 35 и отключаются нагревательные элементы 39 и 32 и насос 24, затем открывается заслонка 40 и включается вентилятор 9 для протягивания коптильной камеры 1 от отработанной коптильной смеси, после чего открывается дверца со смотровым окном 11 и продукт снимается с крючков 42.
На установке были получены тестируемые пробы мускусной утки (грудка и бедро), полученные традиционным способом копчения и копчением под действием избыточного давления с применением пряно-коптильных ароматизаторов.
Органолептические показатели указывают на степень сохранности продукта, на его свежесть при хранении.
Пары равновесной газовой фазы (РГФ) во время экспонирования отображают интенсивность протекания процессов влияющих на хранение и получение аромата, который соответствует запаху выбранного продукта (рис. 2).
При изучении аромата грудки и бедра мяса мускусной утки, копченой под действием избыточного давления с применением пряно-коптильных ароматизаторов, были построены хроночастотограммы, из которых можно сделать вывод по количественному и качественному составу веществ, придающих аромат образцу. Наибольший отклик РГФ имеет мясо бедра.
Мс, Гц
10
Ш Гц
10
30
60
90 120
Время, (• а)
150 180
180
б)
Рис. 2. Хроночастотограммы в парах РГФ проб копченого мяса грудки (а) и бедра (б) сенсоров с пленками: 1 - ПЭГ-2000, 2 - ПчК, 3 - МСМ
При анализе хроночастотограммы мы сделали вывод, что содержание нитро-производных соединений и кислот меньше в грудке, чем в бедре мускусной утки. Сорбция идет очень быстро в течение 30 с, затем происходит установление равновесия РГФ. Из полученных хроночастотограмм можно сделать вывод, что в мясе бедра содержится наименьшая молекулярная масса, чем в мясе грудки. Это следует из того, что процесс десорбции в РГФ протекает быстрее в грудке после 90 с экспонирования.
Состав РГФ в мясе грудки и бедра одинаков. Это связано с тем, что хроноча-стотограмма имеет ярко выраженное сходство с карбоновыми кислотами и альдегидами. Характерной чертой аромата мяса бедра является его достаточно быстрая способность десорбироваться с поверхности пленки. Это говорит о том, что он имеет очень низкую массу гомологов.
Мясо бедра преимущественно содержит легколетучие соединения, а в мясе грудки их содержится меньше, но присутствуют молекулярные вещества, имеющие меньшую массу. На рис.3, представлены «визуальные отпечатки» аромата копченых грудки и бедра мускусной утки.
15
20
120/' 1дь О
90
60
Копченая грудка
30
45
60
Копченое бедро
Рис. 3. «Визуальные отпечатки» аромата мяса грудки и бедра, копченного под действием избыточного давления с применением пряно-коптильных ароматизаторов
За счет наложения «визуальных отпечатков» можно увидеть существенное различие аромата мяса мускусной утки обеих частей. Рассмотрев «визуальные отпечатки» по их форме и площади поверхности, мы можем сделать вывод, что в аромате мяса грудки содержится больше гетероциклических азотсодержащих соединений. В бедренной части больше всего присутствуют кислородсодержащие соединения и нитропроизводные (рис. 4).
Технологии
ш пищевой и перерабатывающей промышле АПК-продукты здорового питания, № 3, 2017
омыитенности
15
120
90
15 10 5 0
30 120
45 90
О 120
5 90
60
Копченая грудка
Рис.4. «Визуальные отпечатки» ароматов грудки и бедра мускусной утки, копченной традиционным способом
Сопоставлением «визуальных отпечатков» РГФ копченой грудки и бедра разными способами, можно установить увеличение аромата обоих частей тушки. Грудка и бедро мускусной утки, копченные под действием избыточного давления с пряно-коптильными ароматизаторами, не сильно отличаются друг от друга по «визуальным отпечаткам». На аромат влияют кислотные коптильные компоненты и вещества с активными карбонильными группами, вступающие во взаимодействие с белковыми компонентами продукта и также фенольные соединения.
Предлагаемая установка для получения мускусной утки, копченной под действием избыточного давления, позволяет:
- повысить качество приготовления пищевых продуктов;
- увеличить длительность хранения готовой продукции;
- обеспечить равномерное распределение коптильных веществ по всей толщине продукта;
- повысить скорость осаждения коптильных ароматизаторов;
- насытить ароматом дыма продукт по всему объему;
- повысить органолептические показатели готовой продукции;
- интенсифицировать процесс копчения пищевых продуктов;
- снизить содержание канцерогенных веществ в копченой продукции;
- уменьшить количество дымовоздушных выбросов и, следовательно, обеспечить защиту окружающей среды;
- расширить ассортимент копченых изделий;
- сократить затраты на электроэнергию и, следовательно, снизить себестоимость продукции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шокина, Ю.В. Комплексный подход к применению коптильных сред, получаемых с использованием ИК-дымогенератора [Текст] / Ю.В. Шокина, А.Ю. Обухов, O.A. Кирилюк. // Рыбпром. - 2010. - № 3. - С. 98-102.
2. Салаватулина, P.M. Рациональное использование сырья в колбасном производстве [Текст] / P.M. Салаватулина. - 2-е изд. - СПб.: ГИОРД, 2005. - 248 с.
3. Установка дымогенерации в среде инертного газа для копчения продуктов питания [Текст] / С.Т. Антипов, C.B. Шахов, О.В. Мальцева, А.Г. Картавый // Техника и оборудование для села,- 2011,- № 4,- С. 31-32.
4. Шахов, C.B. Анализ процесса дымообразования [Текст] / C.B. Шахов, О.В. Мальцева, И.Н. Сухарев, С.Ю. Шубкин // Матер. Междунар. науч.-практ. конф. «Системный анализ и моделирование процессов управления качеством в инновационном развитии АПК»,- 2015. - С. 404-406.
промышленности
5. Шубкин, С.Ю. Разработка установки для электростатического копчения пищевых сред с индуктивным подводом энергии при дымогенерации в среде инертного газа [Текст] / С.Ю. Шубкин, C.B. Шахов, O.A. Ткачев // Сб. докладов конф. «Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок - прорыв в будущее»,-2013. - С. 83-85.
6. Шахов, С. В.. Установка с внутренней подачей дыма для получения копченых экструдированных продуктов [Текст] / C.B. Шахов, И.Н. Сухарев, С.Ю. Шубкин [и др.] // Мясная индустрия. - 2015. - № 5. - С. 44-46.
1. Kompleksnyy podkhod k primeneniyu koptil'nykh sred, poluchaemykh s ispol'zovaniem IK-dymogenerator [An integrated approach to application the koptilnykh of the environments received with use an IK-smoke generator of] Yu.V. Shokina, A.Yu. Obukhov, O. A. Kirilyuk. - Rybprom - 2010. - No. 3. - P. 98-102.
2. Salavatulina, R. M. Ratsional'noe ispol'zovanie syr'ya v kolbasnom proizvodstve. - 2-e izd [Rational use of raw materials in sausage production. - 2nd prod.] R. M. Salavatulina. - SPb.: GIORD, 2005. - 248 P.
3. Ustanovka dymogeneratsii v srede inertnogo gaza dlya kopcheniya produktov pitaniya [Installation of a dymogeneration in the environment of inert gas for smoking of food] S. T. Antipov, S. V. Shakhov, O. V. Maltseva, A.G. Kartavy / / Tekhnika i obo-rudovanie dlya sela 2011. No. 4. P. 31-32.
4. Shakhov, S. V. Analiz protsessa dymoobrazovaniya [The analysis of process of smoking] S. V. Shakhov, O. V. Maltseva, I.N. Sukharev, S.Yu. Shubkin // Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Sistemnyy analiz i modeliro-vanie protsessov upravleniya kachestvom v innovatsionnom razvitii APK» - //Voronezh, state, un-t HHsceH. technologist. - Voronezh, 2015. - P. 404-406.
5. Shubkin S.Yu., Shakhov S.V., Tkachyov O. A. Razrabotka ustanovki dlya el-ektrostaticheskogo kopcheniya pishchevykh sred s induktivnym podvodom energii pri dymogeneratsii v srede inertnogo gaza [Development of installation for electrostatic smoking of food environments with an inductive supply of energy at a dymogeneration in the environment of inert gas the] Sbornik dokladov konferentsii «Innovatsionnye tekhnologii na baze fundamental'nykh nauchnykh razrabotok - proryv v budushchee» -Voronezh, 2013. - P. 83-85.
6. Shakhov, S. V. Ustanovka s vnutrenney podachey dyma dlya polucheniya kop-chenykh ekstrudirovannykh produktov [Installation with internal giving of a smoke for receiving smoked extruded products] S. V. Shakhov, I.N. Sukharev, S.Yu. Shubkin, O. V. Maltseva, A. A. Rakityansky/M: Myasnaya industriya - 2015. - No. 5. - P. 44-46.
REFERENCE
