CC BY
18
При уборке компонентов травосмеси в фазу бутонизации-колошения максимальную урожайность зелёной массы - 12 т/га - сформировала вика яровая, урожайность гороха посевного была на 1 т/га меньше, зерновые культуры в данную фазу сформировали урожай зелёной массы 9 т/га. Та же тенденция наблюдалась и при уборке культур в фазы цветения и созревания, то есть вика яровая показывает в это время максимальные показатели, мини-
мальная урожайность во все фазы уборки -у овса (рис. 3).
Таким образом, для степной зоны Хакасии лучшими компонентами для бобово-злаковых травосмесей являются вика и ячмень, но и горох и овёс показали неплохую урожайность в условиях региона, поэтому они тоже могут быть рекомендованы для выращивания в составе травосмесей на зелёный корм.
Библиографический список
1. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. Издание второе. М: ВНИИ кормов
им. В. Р. Вильямса, 1987. 197 с. © Бессонова А. В., 2021
УДК 664.92:66-963
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ МАССИРОВАНИЯ ГОВЯДИНЫ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВО ЕЁ ОБРАБОТКИ
Вербицкий Сергей Борисович,
кандидат технических наук, заместитель заведующего отделом информационного обеспечения, стандартизации и метрологии
Старчевой Сергей Александрович,
ведущий инженер
Институт продовольственных ресурсов Национальной академии аграрных наук Украины (г. Киев)
В статье рассмотрены проблемы гидромеханической обработки мясного сырья. Показана важность совместного процесса мацерации мясного сырья и его насыщения посолочным рассолом в рабочих барабанах массажёров мяса, в том числе снабжённых системой охлаждения и вакуумирования внутренней рабочей полости. Целесообразно применение систем с пульсирующим вакуумом - особенно его преимущества проявляются в отношении такой структурно-механической характеристики, как напряжение среза.
Ключевые слова: мясное сырьё, гидромеханическая обработка, массирование, массажёр мяса, охлаждение рабочего объёма, вакуумирование рабочего объёма, пульсирующий вакуум.
INFLUENCE OF BEEF MASSAGE MODES ON THE INTENSITY OF THE PROCESS
AND PROCESSING QUALITY
Verbitsky Sergey Borisovich,
Ph. D. in Technical Sciences, Deputy Head of the Information Support, Standardization and Metrology Department, Institute ofFood Resources
Starchevoy Sergey Aleksandrovich,
Leading Engineer of the Institute of Food Resources National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine (Kyiv)
The article deals with the problems of hydromechanical processing of raw meats. The importance of the joint process of maceration of raw meats and their saturation with curing brine in the working drums of meat massagers, including those equipped with a cooling and vacuuming system of the internal working space, is shown. It is advisable to use systems with a pulsating vacuum - especially its advantages are manifested in relation to such a structural and mechanical characteristic as shear stress.
Key words: raw meat, hydromechanical processing, massaging, meat massager, cooling of the working space, vacuuming of the working volume, pulsating vacuum.
Комплексная переработка сельскохозяйственного сырья с применением инновационных технологий должна стать стратегическим направлением развития всех секторов пищевой промышленности для обеспечения основ продовольственной безопасности и повышения доходности агропромышленного производства. К сожалению, только немногим более 50 % отечественных пищевых предприятий соответствует мировому уровню [1]. Такое положение характерно и для мясоперерабатывающих предприятий, где ещё часто используются трудоёмкие технологии низкой интенсивности [2].
При изготовлении солёных мясопродуктов, ветчинных и ряда других мясных изделий посол мясного сырья является обязательной технологической операцией, во многом определяющей качество и себестоимость продукции. С технологической точки зрения, посол мясного сырья представляет собой сложную совокупность различных по своей природе процессов: массообмена, преобразований белковых и других веществ, изменения влагоудерживающей способности мяса, изменения его микроструктуры и др. Понимание теоретических основ процесса посола позволяет рационально организовать производство указанных выше мясных продуктов путём применения новых технологических приёмов и специального оборудования для улучшения консистенции и структуры готовых продуктов, а также для сокращения времени технологической обработки [3]. Такую технологическую операцию, как посол мясного сырья, осуществляют для его защиты от микробиологической порчи, а также для достижения соответствующих свойств готовых продуктов: субъективных органолептических (вкуса, аромата, цвета и консистенции) и объективных физико-химических (структурно-механических показателей, химического состава и т. д.). Самым распространённым, дешёвым и хорошо изученным посолочным
веществом является хлорид натрия (поваренная соль) [2].
Посол мяса - это сложный биохимический процесс, в реализации которого участвуют собственные протеолитические ферменты мяса, а также ферменты микроорганизмов. Процесс сопровождается изменением степени гидратации белков мясного сырья, инициацией гидролиза белковых макромолекул, полисахаридов, накоплением низкомолекулярных соединений и метаболитов молочнокислых микроорганизмов. Ферментативное воздействие вызывает диссоциацию и расслабление акто-миозинового комплекса, что способствует образованию многочисленных гидрофильных центров. Благодаря этому возрастает влагосвя-зывающая способность мяса, и потери массы при последующей термической обработке уменьшаются [4].
Если посол совмещён с механическими воздействиями на мясо, указанные биохимические процессы в мышечной ткани происходят ещё интенсивнее - в таком случае мы имеем дело с гидромеханической обработкой мясного сырья. Как правило, мясо сначала насыщают посолочным рассолом с помощью портативных ручных либо автоматических многоигольчатых инъекторов рассола, после чего вместе с доливочным рассолом обрабатывают в массажёрах мяса. В результате мышечные ткани приобретают эластичность, и мясо поглощает посолочный рассол в количестве до 10-12 % к исходной массе сырья. Вследствие механической обработки нарушается целостность клеточных мембран мяса и облегчается проникновение рассола в результате разрушения оболочки из соединительной ткани вокруг мышечных волокон, которые набухают под действием посолочных веществ. Одновременно увеличивается выход готового продукта, который приобретает мягкую и нежную консистенцию. Используемые для выполнения этой технологической операции устройства, массажёры мяса, представляют собой цилин-
дрические вращающиеся барабаны, в которых куски мяса трутся друг о друга, а также о стенки, поднимаются вверх и падают внутри рабочей ёмкости. Указанные машины также называют тумблерами мяса (от английского «to tumble» - переворачиваться, кувыркаться) [5].
Практикуют также технологии, предусматривающие только инъецирование мясного сырья, либо только его массирование. Например, без последующего массирования осуществляют посол крупногабаритных отрубов, для чего используют ручные инъекторы с одной или несколькими иглами. Среди технологов есть сторонники применения одного лишь инъецирования при посоле всех видов мясокостного сырья, поскольку, по их мнению, во вращающемся барабане массажёра куски мяса при соударениях и падениях излишне повреждаются. По мнению тех же специалистов, при реализации последовательности операций инъецирование + массирование механическая обработка может не дать ожидаемого увеличения массы на 12 %, так как при чрезмерно интенсивном массировании белки остаются в рассоле, поскольку вымываются из сырья, что наблюдается, например, при массировании свинины более 5,5 ч [5; 6]. В то же время при использовании вязких многокомпонентных рассолов, забивающих иглы инъекторов, не рекомендуют применять инъецирование, а задействовать только механическую обработку мясного сырья в барабане массажёра [5; 7].
Целесообразно осуществлять массирование мясного сырья в интервальном режиме, когда вращение барабана чередуется с его выстоем. Указанный режим предпочтителен и с технологической, и с экономической точек зрения, поскольку во время выстоя мышечная ткань мяса релаксирует, в то время как при вращении барабана рассол интенсивно поглощается тканями мяса. На отечественных предприятиях применяли такие режимы обработки мясного сырья в массажёрах: однократное массирование костного сырья при скорости вращения
барабана 8 об./мин, работа - 10-20 мин, выстой - 50 мин; при обработке бескостного сырья: массирование сырья при скорости вращения барабана 16 об./мин, работа - 20-30 мин, выстой - 45-60 мин; цикл повторяется в течение 24 ч; при производстве копчёно-варёного балыка в оболочке: массирование сырья при скорости вращения барабана 16 об./мин, работа - 15-20 мин, выстой - 45-60 мин, цикл повторяется в течение 24-48 ч. Существуют рекомендации по применению таких режимов массирования: для говядины - 20-40 мин работа, 20-40 мин выстой, общее время обработки - до 16 ч.; для свинины - 15-30 мин работа, 30-45 мин выстой, общее время обработки -до 12 ч [3]. Согласно [8], рекомендуется массировать мясное сырьё в таких режимах: для говядины заполняют барабан на 70 % ёмкости и чередуют 30 мин работы с 30 мин. выстоя, при этом общее время обработки составляет 12 ч при скорости 20 об./мин, либо 8 ч при скорости 5 об./мин. Рекомендации касательно обработки свинины таковы: коэффициент заполнения -0,7, общее количество ударов - 2 400, скорость вращения барабана - 6 об./мин [9].
При температуре от 2,2 °С до 3,3 °С экстракция солерастворимых белков происходит наиболее интенсивно, что подтверждает целесообразность оснащения массажёров мяса системами охлаждения рабочего объёма барабана с находящимися в нём рассолом и подвергаемым массированию мясным сырьём путём непосредственного введения углекислого газа или посредством специально предусмотренной теплообменной рубашки. Массирование очень жирного сырья требует применения более высоких температур, чтобы жировая и соединительная ткани стали пластичнее - тогда более мягкими получаются произведённые из такого сырья цельномышечные мясные продукты. Внутренний объём барабана вакуумируют для того, чтобы ограничить вспенивание экссудата, при этом более эффективного проникновения посолочных веществ в толщу отрубов поз-
воляет добиться вакуумирование в пульсирующем режиме, когда на обрабатываемое мясное сырьё воздействуют знакопеременными нагрузками в цикле «вакуум - атмосферное давление». Благодаря такому режиму обработки увеличивается влагоудерживающая способность (ВУС) мяса, и мясные продукты приобретают необходимую мягкую и сочную консистенцию, приемлемую для потребителей [3; 5]. Режимы вакуумирования мясного сырья и их влияние на протекание процесса гидромеханической обработки, а также на показатели качества обработанных отрубов, и стали предметом описанных ниже исследований.
Для проведения исследований использовали специальные методы, технологическое и испытательное оборудование, а также приборы.
Массирование мясного сырья осуществляли с помощью лабораторной установки для мокрого посола мясного сырья Я5-ФМС (рис. 1а). Данная установка состоит из станины, на которой в подшипниковой опоре установлен рабочий герметичный барабан, который представляет собой цилиндрическую емкость с радиально расположенными полыми ребрами, внутрь которых может подаваться хладоноситель, если продукт подвергается массированию при постоянном охлаждении через теплообменную рубашку. С торцевой стороны барабана выполнен люк для загрузки и выгрузки сырья, оснащённый герметично закрывающейся крышкой с устройством для забора и сброса вакуума. Установка также снабжена приводом, вакуумной системой и системой управления. Геометрическая ёмкость барабана составляет 0,1 м3.
Для опытов также использовали готовые батоны формованной ветчины, изготовленные из кусковой говядины первого сорта с помощью герметичной формы диаметром 110 мм и рабочим объёмом 4 000 см3 (рис. 1б).
Для определения степени пенетрации использовали штатные измерительные функции автоматического пенетрометра модели 1719
производства британской фирмы Stanhope Seta Ltd., оснащённого электронным блоком модели 1720. Показания на градуированном диске пенетрометра соответствуют степени проникновения в десятых долях миллиметра - единицах пенетрации.
Влагоудерживающую способность определяли по Грау и Хамма [10] в модификации В. П. Воловинской и Б. Я. Кельмана [11].
Для определения напряжения среза использовали штатные измерительные функции электромеханической универсальной испытательной машины SANS CMT2503 производства Shenzhen SANS Testing Co. Ltd. (КНР).
Также для выполнения экспериментов задействовали весы циферблатные РН-3Ц3У и стеклянный термометр ТТП 4 260/103 0+100С/1С.
Известно, что продолжительность посола мясного сырья зависит от его вида и характеристик качества, морфологического состава, pH, степени автолиза, массы и формы кусков мяса, количества, качества и температуры рассола, а также от эффективности применяемого оборудования [12], равно как от ряда прижизненных факторов, предубойного содержания и особенностей практической реализации убоя животных [13]. Стабильное воздействие посолочного рассола способствует лучшему, более равномерному окрашиванию мяса, однако следствием его массирования может стать осветление из-за сокращения времени воздействия на жировую ткань во время вакуумиро-вания. Поэтому более эффективным способом является проникновение посолочных веществ в случае применения систем генерации пульсирующего вакуума. Указанное подтверждено проведёнными экспериментами.
С применением лабораторного вакуумного массажёра Я5-ФМС были осуществлены исследования влияния пульсирующего вакуума на показатели реализации процесса гидромеханической обработки мясного сырья и на показатели качества обработанного продукта.
Рис. 1. Оборудование для проведения экспериментов: а) лабораторная установка для мокрого посола мясного сырья Я5-ФМС; б) герметичная форма для изготовления ветчинных продуктов
Рис. 2. Динамика ВУС (_),
потерь массы (___),
и степени пенетрации
(___) при посоле и механической обработке мяса
говядины под вакуумом
Результаты исследований ВУС, степени пе-нетрации и потерь массы характеризуют графики, приведённые на рисунках 2-4. Структурно-механический показатель готового продукта - ветчины, изготовленной в герметичной форме из сырья, подвергнутого выдержке в массажёре без вакуумирования рабочей полости, с вакуумированием рабочей полости и с использованием для вакуумирования пульсирующего вакуума - приведены на рисунке 5.
В целом, проведённые эксперименты подтвердили известную информацию о том, что
Рис. 3. Динамика ВУС (_),
потерь массы (___),
и степени пенетрации (___) при посоле и механической обработке мяса говядины под действием пульсирующего вакуума
пульсация вакуума подвергает обрабатываемое мясное сырьё влиянию знакопеременных нагрузок в цикле «вакуум - атмосферное давление», а интенсификация гидромеханической обработки мясного сырья ускоряет изменения структуры мышечных волокон: набухание, возникновение или увеличение поперечно-щелевых нарушений целостности, нарушение мембранных структур, рыхление и набухание белков и т. д. В рамках выполненных экспериментов приемлемыми при вакуумировании и пульсирующем ваккумировании являются по-
казатели ВУС и потери массы, соответствующие 60-100 минутам массирования, однако степень пенетрации ещё не является достаточной. В этом отношении более приемлем второй диапазон рациональных значений, соответствующий 275-300 минутам массирования. При этом преимущества пульсирующего ваку-умирования перед постоянным не являются существенно отличными. В то же время вполне очевидны преимущества пульсирующего вакуумирования в отношении такой важной структурно-механической характеристики, как напряжение среза.
Полученные в результате проведённых экспериментов сведения могут быть востребованы при разработке новых машин для массирования мясного сырья и технического совершенствования режимов реализации указанного процесса, что будет способствовать оснащению мясоперерабатывающих предприятий современным эффективным специализированным оборудованием, преимущественная часть которого сейчас поставляется по импорту [14]
90-
26- 85-
з»
■ 24- 80-
^ (С
н ф £ 22-С ^ 75-о 75 5!
X ф 70-
б 20- 65-
18- 60-
-32
-30
-28
-26 % ГС
1-24 I
а
ф
-22 |
-20
-18
50 100 150 200 250 300
Время обработки, мин
Рис. 4. Динамика ВУС (.
_) и степени пенетрации (_
при посоле и механической обработке мяса говядины без вакуумирования
-), потерь массы
5 х
О
га (0 <и а о <и
<и *
к а с га X
2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600
60 70 80 90 100 110 Время с начала обработки ^ мин
120
Рис. 5. Напряжение среза готового продукта после выдержки сырья в массажёре в зависимости от времени обработки ( — вакуум,----пульсирующий вакуум, - • - • - контроль, без вакуума)
0
Результаты проведённых исследований вполне могут служить подтверждением мнения авторов [15] о том, что сочетание современных технологических приёмов, предполагающих применение комплексных многокомпонентных рассолов, эффективных режимов гидромеханической обработки и соответствующего технологического оборудования (устройств для приготовления, подачи и очистки рассола, игольных инъекторов и массажёров мяса), позволяет производить мясные деликатесы, в том числе из говядины, с хорошим выходом, стабильными органолептиче-скими характеристиками и высокой питательной ценностью.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что применение вакуумирования вообще и пульсирующего вакуумирования в особенности способствует интенсификации процесса влажного посола мясного сырья при производстве солёных мясных и ветчинных изделий. Соответственно, применение массажёров с охлаждением и системой обеспечения пульсирующего вакуума является оптимальным конструктивным решением в смысле качества продукции и приемлемой для мясоперерабатывающих предприятий рентабельности производства.
Библиографический список
2. Сичевський М. П. Харчова промисловгсть у систем продовольчо! безпеки держави. К. : Аграрна наука, 2017. 56 с.
3. 1н'ектування м'ясно! сировини розеолами з колагенвмкними компонентами / С. Б. Вербицький, С. О. Старчевой, Н. Ф. Усатенко [и др.] // Продовольчi ресурси. 2019. № 12. С. 35-49.
4. Вербицкий С. Б., Шевченко В. В. Интенсивный посол мясного сырья: теоретические основы процесса, оборудование для подготовки посолочных рассолов // Мясной бизнес. 2009. № 8 (83). С. 74-80.
5. Меренкова С. П., Поторко И. Ю., Захаров И. В. Научное обоснование принципов проектирования технологии деликатесных мясопродуктов с улучшенными технологическими характеристиками // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». 2015. Т. 3. № 2. С. 18-26.
6. Вербицкий С. Б. Инъецирование и массирование мясного сырья // Мясной бизнес. 2020. № 10. С. 42-46.
7. De Mey E., Telleir D., Neyrinck E., Raes K., Paelinck H., Fraeye I. Influence of the raw ham quality and tumbling time on yield and product quality of cooked ham // Proceedings ICoMST. 2015.
8. Pinto Neto M. Tombamento ou injefäo: qual a melhor opfäo? // Revista Nacional da Came. Agosto 2004. Edifäo № 330.
9. Lachowicz K., Gajowiecki L., Zych A., Zochowska J., Sobczak M., Kotowicz M. Effects of massaging time and drum speed on texture and structure of two beef muscles // Electronic Journal of Polish Agricultural Universities, Food Science and Technology. 2003. Volume 6, Issue 2.
10. Dolata W., Krzywdzinska-Bartkowiak M., Wajdzik J. Technological effect of plastification on changes in the macrostructure of meat // Electronic Journal of Polish Agricultural Universities, Food Science and Technology, 2005, Volume 8, Issue 3.
11. Воловинская В. П., Кельман Б. Я. Разработка метода определения влагопоглащаемости мяса // Труды Всесоюзного научно-исследовательского института мясной промышленности. 1961. Вып. XI. С. 128-138.
12. Grau R., Hamm R. Über das Wasserbindungsvermögen des Säugetiermuskels. II. Mitteilung. Über die Bestimmung der Wasserbindung des Muskels // Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und Forschung. 1957. V. 105. № 6. S. 446-460.
13. Баль-Прилипко Л. В., Леонова, Б. И., Брона, А., Ковтун, В. А. Биотехнологические приёмы при посоле мясного сырья // Научный результат. Технологии бизнеса и сервиса. 2018. Т. 4. №. 3. С. 46-55.
14. Вербицкий С. Что влияет на качество свинины // Животноводство России. 2014. №. 12. С. 27-28.
15. Kovalenko O., Verbytskyi S., Yashchenko L., Lysenko H. Peculiarities of technical means of meat processing industry in Ukraine // The Scientific Journal of Cahul State University "Bogdan Petriceicu Hasdeu" Economic and Engineering Studies. 2020. № 1(7). P. 66-72.
16. Kyshenko I., Kryzhova Y., Gontovyi M. Multi brines in the production of beef ham // Ukrainian Food Journal. 2014. Volume 3, Issue 4. P. 540-549.
© Вербицкий С. Б, Старчевой С. А., 2021
