5. Сушка м’яса

Сушкою називають процес видалення з матеріалів будь-якої рідини, внаслідок чого збільшується відносний вміст сухої частини. При сушці вологих матеріалів, зокрема харчових продуктів, видаляється, головним чином, вода, тому під сушкою розуміють процес зневоднення матеріалів.

У м’ясній промисловості сушка застосовується з наступною метою:

  надати продукту необхідні технологічні властивості;  збільшити термін зберігання продукту.

У першому випадку сушка супроводжується складними мікробіологічними і фізико-хімічними процесами. Така сушка є невід’ємною частиною технологічного процесу сирокопчених ковбас і копченини, без якого неможливо одержати готову до вживання продукцію.

Подовження терміну зберігання виробів шляхом зневоднення застосовується для сушки м’яса, крові, яєчного меланжу, шкур, кишок, желатину, клеїв, а також деяких видів ковбас і копченини.

Сушку використовують як спосіб консервування м’ясних продуктів, оскільки сухе середовище і низький рівень активності води згубно діє на мікрофлору.

Маса і об’єм сировини зменшується у процесі сушки у декілька разів, що істотно спрощує транспортні операції.

Сушені продукти невибагливі до умов зберігання і мають достатньо тривалий термін зберігання.

Проте якість сушеної продукції невисока. Основний недолік полягає у неможливості відновити первинні властивості продукту при вторинному обводненні перед вживанням у їжу.У процесі сушки разом з водяними парами втрачаються леткі ароматичні і смакові речовини, можливі також небажані зміни складових частин продукту. Виняток становлять продукти сушки сублімацією.

Принципи зневоднення і методи сушки матеріалів різні. За енергетичною ознакою можна виділити два основні принципи зневоднення:

 – видалення води з матеріалу без зміни її агрегатного стану, тобто у вигляді рідини;

 –  видалення води із зміною її агрегатного стану, тобто при фазовому перетворенні рідини (льоду) в пару.

Перший принцип зневоднення може бути здійснений механічним методом (пресування, центрифугування, фільтрація), або при контакті вологого матеріалу з речовинами, що мають нижчий потенціал перенесення (контактний масообмін).

Витрати енергії при цьому методі менше, ніж при сушці з фазовим переходом рідини. У м’ясній промисловості у такий спосіб зневоднюють шквару, коагулюють кров, сушать шкури і т.д.

Другий принцип сушки пов’язаний з витратою теплоти на фазове перетворення води. В більшості випадків теплота передається матеріалу ззовні відомими способами – кондукцією, конвекцією, радіацією і т.д. Така сушка називається тепловою і вимагає істотних витрат енергії.

Вживання окремих принципів обезводнення і методів сушки обумовлено енергією зв’язку з матеріалом. Очевидно, якщо агрегатний стан води не змінюється, то може видалятися тільки вода, неміцно зв’язана з матеріалом. При цьому методі енергія витрачається, в основному, на подолання гідравлічного опору тіла. При зміні агрегатного стану води швидкість сушки в більшій мірі залежить від міцності зв’язку води з матеріалом. В цьому випадку енергія витрачається як на подолання сили цього зв’язку, так і на теплоту пароутворення.

Фізико-хімічні зміни при сушці. При нагріванні продукту в процесі сушки до певної температури відбувається теплова денатурація білків. Це супроводжується розривом зв’язків між структурними елементами, відбувається розгортання поліпептидних ланцюгів з концентрацією неполярних радикалів на поверхні молекул, що знижує їх гідрофільність.

Завдяки зміні макроструктури білки частково або повністю втрачають здібність до набухання. Денатурація білків м’язової тканини починається при 45-50 °С, проте при зменшенні вмісту води денатурація білків відбувається при вищій температурі. Денатурація білків унаслідок перегріву (наприклад, крові, сироватки, меланжу) негативно впливає на здатність продукту відновлюватися при обводненні.

Теплова денатурація колагену супроводжується зварюванням колагену, ослабленням його міцності і підвищенням здатності розщеплюватися протеолітичними ферментами.

У цілому зміни денатурації тканинних білків м’яса викликають ущільнення м’язових тканин і зменшення об’єму продукту з відділенням значної кількості тканинної рідини. Зварювання колагену в матеріалах, де він є переважаючим структурним елементом (шкура, кишки), негативно позначається на їх якості.

При нагріванні до температури денатурації білків відбувається незворотна інактивація ферментів. Це викликає втрату фізіологічної активності ендокринно-ферментної сировини або препаратів.

У процесі сушки може відбуватися оплавлення жиру, а також його окислення в результаті інтенсивного повітрообміну, особливо при високих температурах.

При тепловій обробці м’ясної сировини руйнуються вітаміни, причому глибина цього процесу залежить головним чином від температури, при якій здійснюється теплова обробка, і тривалості останньої. Особливо швидко руйнуються водорозчинні вітаміни, зокрема вітамін С.

Нерівномірний розподіл вологи після сушки супроводжується утворенням ущільненого поверхневого шару для сирих виробів і викривленням шкур.

Для зниження небажаних змін, можливих при сушці, для кожного виду виробів підбирають відповідні найсприятливіші способи і режими сушки. У всіх випадках режим сушки повинен бути узгоджений з вимогами до якості продукції.

Консервуючий ефект сушки. Сушка при високих температурах приводить до загибелі більше 99 % мікроорганізмів сировини. Виживають тільки спори деяких видів мікроорганізмів. Відмирання клітин при нагріванні наступає внаслідок незворотних змін в протоплазмі: інактивації ферментів, денатурації білків. Більшість вегетативних клітин гине вже при 60-70°С протягом 15-30 хв., а при 100 °С – протягом декількох секунд. Дріжджі і цвіль також не переносять температуру вище 50-60 С.

Згубно діє на мікроорганізми обезводнення субстрату і клітин мікроорганізмів. Стійкі до висушування сапрофіти і, особливо, спори бактерій і цвілевих грибів.

Для обезводнення різноманітних за будовою, складом і властивостями м’ясних продуктів застосовують, в основному, три способи сушки: конвективну, кондуктивну і сублімацію.

Всі ці способи включають підведення теплоти до продукту і фазове перетворення води. Відмінність полягає в механізмі тепло і вологообміну з навколишнім середовищем і перенесення вологи усередину матеріалу. У зв’язку з цим кожному з них властивий певний режим і оптимальний стан матеріалу, форма і розміри зразків.

Конвективна сушка. При цьому способі сушки тепло, необхідне для випаровування вологи, передається в результаті безпосереднього зіткнення сушильного агента з висушуваним матеріалом. Використовування нагрітого повітря як сушильного агента, який одночасно є віддавачем тепла і вологопоглиначем, обумовлює відносну простоту конструкцій конвективних сушарок.

У м’ясній промисловості конвективна сушка широко застосовується для обезводнення різних харчових і технічних продуктів. З метою консервування зневоднюють м’ясо, яйця, кров і кровопродукти, желатин, клей, шкури і кишки. Конвективну сушку застосовують для збільшення термінів зберігання ковбасних виробів і копченини.

Залежно від виду матеріалу використовують наступні способи конвективної сушки:

1)  у розпиленому стані (для рідких матеріалів);

2) у струмі повітря для матеріалів будь-якої форми і будь-яких розмірів;

3)  у киплячому шарі для матеріалів у дрібних шматках.

Кондуктивна сушка. Цей спосіб заснований на передачі теплоти матеріалу при зіткненні з гарячою поверхнею. Повітря при цьому способі служить тільки для видалення водяної пари з сушарки. Передача тепла безпосередньо від гріючої поверхні істотно підвищує коефіцієнт тепловіддачі. Тому сушка йде з великою інтенсивністю і витрати тепла невеликі. Недолік кондуктивної (контактної) сушки – небезпека перегріву матеріалу при зіткненні з нагрітою поверхнею.

Контактна сушка в м’ясній промисловості використовується для висушування рідких матеріалів або м’яса при атмосферному тиску або під вакуумом.

Робота вакуумної сушарки заснована на пониженні під впливом вакууму точки кипіння речовин, що знаходяться у рідкому стані. При відповідному тиску (менше 200 кПа) можна добитися того, що вода кипітиме при температурі менше 60 °С, тобто при температурі нижче тієї, при якій починається згортання білка. Таким чином, матеріали зберігають свої первинні властивості набагато повніше, ніж при традиційній сушці.

Найбільш доцільно застосовувати вакуумну сушку для виробництва зневодненого м’яса, оскільки сушка м’яса в струмі повітря при підвищених температурах супроводжується окисленням його складових частин.

Для сушки крові, желатинового і клейового бульйонів застосовують кондуктивні сушарки вальцьового типу. У внутрішній простір масивних вальців поступає пара, а на їх поверхню наноситься рідкий продукт, що покриває вальці плівкою. В результаті теплопередачі відбувається інтенсивний нагрів продукту і випаровування з нього води. Сухий продукт знімається з вальців ножами і потрапляє у приймальні короби.

Сушка сублімацією. Цей спосіб сушки заснований на здатності льоду переходити за певних умов з твердого стану в пару, минувши рідку фазу.

Особливістю сушки сублімацією є заморожування продукту перед сушкою. Щоб прискорити процес і запобігти відтаванню продукту в результаті притоки теплоти ззовні, його сушать під значним вакуумом.

При сушці сублімацією відсутній контакт матеріалу з киснем повітря, основна частина вологи видаляється при температурі нижче за точку замерзання вологи, що міститься у матеріалі. Тому термолабільні речовини не зазнають істотних змін, а мікробіальні процеси гальмуються.

З погляду збереження якості продукту сушка сублімацією є найсучаснішою з усіх способів сушки. Продукт практично не змінює об’єм, зберігає колір, має пористу будову.

У м’ясній промисловості сублімаційну сушку застосовують для обезводнення лікувальних препаратів з крові, ендокринних і ферментних препаратів, а також м’яса і м’ясних продуктів. Сушка сублімацією є кращим способом консервування ендокринно-ферментної сировини.

Першою технологічною операцією при такій сушці є заморожування матеріалу, яке здійснюють у швидкоморозильних камерах або субліматорах.

У процесі поступового збільшення вакууму матеріал охолоджується і заморожується унаслідок витрат теплоти на інтенсивне випаровування. У фазі заморожування, що триває 10-15 хв., видаляється 10-15 % вологи.

Другий період сушки (сублімація) є періодом постійної швидкості сушки матеріалу. У цей період видаляється основна маса вологи (60 % і більше), відбувається сублімація льоду, поступове поглиблення зони випаровування. Чим більше вологи віддаляється у цей період, тим краще зберігаються властивості сировини. На цій стадії випаровування льоду з матеріалу відбувається тільки за рахунок теплоти, що підводиться ззовні. Після випаровування всього льоду температура матеріалу підвищується і стає вище за нуль, наближаючись до температури навколишнього середовища.

Третій період видалення залишкової вологи – досушування. До кінця другої стадії у матеріалі залишається тільки зв’язана вода, що вимагає для випаровування підвищеної температури до максимально допустимої (60–90°С). Швидкість сушки в третьому періоді поступово зменшується.

1 Trackback / Pingback

  1. Зміст | НАУКОВО-ТЕХНІЧНА БІБЛІОТЕКА

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*