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滾揉、刀片嫩化、鹽水注射、斬拌...這些工藝你不可不懂

2019-09-11 河北元昌食品機械科技有限公司 [2]

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低溫肉制品是在常壓下通過蒸、、、烤等熱殺菌工藝,使肉制品的中心溫度達到75~85℃并保持一定的時間而獲得的產品,如常見的熏煮火腿、培根、燒烤肉、低溫乳化香腸、熱狗腸制品等均屬于低溫肉制品。由于低溫肉制品的熱殺菌溫度較高溫肉制品(120),因而蛋白質適度變性,且最大限度地保持了原有營養成分如各種氨基酸、維生素和固有的風味,因此具有營養、美味、可口、安全及良好外觀等優點。

低溫肉制品的加工品質如蒸煮得率(或蒸煮損失)、系水性、質構特性、感官品質等,受原輔料種類及品質特性的影響,國內外有關這方面的研究較多,主要包括肌肉蛋白種類、原料肉僵直狀態、親水膠體、非肉蛋白、淀粉類等。

此外,機械處理如滾揉、刀片嫩化、鹽水注射、斬拌等也極大地影響低溫肉制品的品質,歐美西方發達國家對這些技術研究較早,技術較成熟,建立了完善的低溫物流配送體系和產品標準體系,已實現標準化、規?;圖薊?/span>,而我對低溫肉制品的研究較晚,尤其是機械處理方面的研究更少,缺乏科學的理論和成熟的技術指導。

國內企業大多都直接引進生產設備,但存在出水、出油、質構差、感官形象差及貨架期短等品質問題,制約著我國低溫肉制品的健康發展。因此,本文對近年來國內外機械處理(滾揉、刀片嫩化、鹽水注射、斬拌)在低溫肉制品中的應用研究進行總結,以便促進我國低溫肉制品加工現狀的改善。

一、滾揉對肉品品質的影響

滾揉是指利用滾揉機將肉胚進行翻滾、摔跌和揉搓,使加入的腌制劑、調味料迅速均勻地擴散到肌肉纖維組織的過程。滾揉可加速腌制液的滲透與發色,利用物理性沖擊的原理,使腌肉落下、揉搓,導致肉質松弛、肌原纖維斷裂,使得腌制液的滲透速率大為提高,也可使注入的腌制液在肉內均勻分布,從而吸收大量鹽水,這樣不僅縮短了腌制期,還提高了產品的出品率和嫩度。

滾揉時由于肉塊間互相摩擦、撞擊和擠壓,肌肉中鹽溶性蛋白浸出并轉移到肌肉表面,隨按摩或滾揉時間延長,其溶解程度隨之增加,它們吸收水分、淀粉等組分形成黏糊狀物質,使不同的肉塊能夠黏合在一起,提高產品的黏著性。

1、低溫真空滾揉技術

目前國內外廣泛采用的是低溫真空滾揉技術,即將臥式滾揉機置于溫度較低的條件下進行滾揉如在4~8℃冷庫中,或采用先進的帶有制冷功能的外壁夾層,或漿上帶有制冷功能的滾揉設備,在滾揉過程中,同時要求真空度達到一90kPa以下,這樣有助于減少由于磨擦而引起的肉溫上升和氣泡產生,以及抑制有害微生物的生長繁殖。產品的品質受滾揉方式、肉塊大小、滾揉行程、滾揉機負荷、真空度、溫度等多方面的影響

1) 滾揉方式的影響

滾揉方式包括連續式滾揉和間歇式滾揉。當總滾揉時間和轉速相同時,間歇式滾揉能使出品率提高2%~3%左右,并且色澤更均勻,這可能是由于間歇式滾揉更能使腌制液滲透充分、分布均勻所致,進而促使肌肉組織中的鹽溶性蛋白提取充分,肉塊黏合性好,蒸煮損失下降;

間歇式滾揉的產品嫩度增強,這主要是在靜置過程中,肌肉能充分發生水合作用而使肌細胞囊產生較大的膨脹所致。此外,滾揉方式還包括方向性問題,順時針、逆時針滾揉從出品率和產品質量上沒有明顯區別,但雙向滾揉比單向滾揉好,切片質量好,出品率提高1.5%,這可能與滾揉均勻程度有關,雙向滾揉均勻釋度更高。

2)肉塊大小及滾揉行程的影響

不同類型的低溫肉制品在生產加工時,其原料肉的初加工不同,如某些產品需分割成一定直徑的肉塊,而某些產品需要絞肉機絞制成一定直徑的肉粒,因此應采用不同的滾揉行程才能生產出品質優良的產品。

目前,市場的滾揉機類型、大小、結構以及轉速等有所不同,相同大小和形狀的肉塊采用不同的滾揉機滾揉,不能簡單的以滾揉時間來衡量而應以滾揉行程衡量。

滾揉行程太短,肉塊內部肌肉還沒有松弛,鹽水未充分吸收,鹽溶性蛋自質提取較少,導致肉塊里外顏色不均勻,結構小一致,黏合力、保水性和切片性都差;

滾揉行程太長,導致鹽溶性蛋白有不同程度的變性,使肉塊黏結性、保水性變差,因此系統研究滾揉行程對低溫肉制品品質的影響,標準化和規范化滾揉工藝,對穩定產品質量如質構、口感和保水保油性具有重要意義。

滾揉行程的計算公式為L=C×R×t,式中L為滾揉行程;C為滾揉機的內周長,將其直徑乘以圓周率π即得;R為滾揉機的轉速;t為滾揉時間(間歇滾揉的時間不包括在內)。一般肉塊直徑10cm以上的產品需要滾揉行程14000~16000m左右,肉塊直徑在5cm左右的產品需要滾揉行程10000m左右,肉塊直徑在3~6mm的產品需要滾揉行程1500~2000m,延長滾揉行程可降低產品損耗。

3)滾揉機負荷的影響

滾揉主要是利用物理性原理使肉塊間互相摩擦、撞擊和擠壓,提取肌肉鹽溶性蛋白,加速腌制液的滲透與發色,因此適當的負荷對達到最佳滾揉效果是最基本的。如果滾桶裝載負荷太多,肉塊下落和運動受到空間限制,會致使在規定的時間內達不到預期的滾揉效果,影響產品質量;

如果裝載太少,則肉塊下落過多會被撕裂摔打,滾揉過度,導致肉質太軟和部分肉蛋白質的變性,最終影響產品質量。因此滾揉時,應根據滾桶的設計容量確定適宜的裝載暈是必要的。一般建議按容量計裝載60%即可,不超過70%。

4)真空度的影響

真空是滾揉機最重要的功能。原料肉在滾揉過程中,通過抽真空產生一定的負壓,能排出原料肉及其滲出物間的空氣,這樣在后序熱處理工藝中不易產生空氣膨脹現象而破壞產品的結構。肉制品有微小氣孔質量問題很大程度上是由于真空度不夠。

此外真空滾揉有助于改善肉制品的外觀顏色,如果在滾揉過程中有大量空氣存在會導致肌紅蛋白的氧化反應,進而影響產品的發色和顏色均勻性。但是,真空度也不宜太高,否則肉塊中的水分極易被抽出來而影響產品的保水性和質構。一般真空度在一80kPa以上。

另外,滾揉機應柔和地推擠、按摩、提升和摔落肉塊,滾揉轉速控制在10~12r/min有利于穩定產品質量。此外輔料的添加順序及其周期性清潔頻率等也同樣影響產品的品質。

2、滾揉新技術

1)充氣變壓滾揉技術

除真空滾揉技術外,還有充氣變壓滾揉技術,它是指在滾揉過程中將真空滾揉腌制和加壓滾揉腌制交替進行,促使肌肉組織結構壓迫與舒張交替作用,使腌制液呈周期性發生吸入和擠出運動,同時通過充入抑菌氣體抑制微生物的生長繁殖。

與傳統的真空滾揉技術相比,在變壓滾揉腌制工藝中的加壓過程中,肉塊除需要克服本身重力做功外,還要克服相應氣體摩擦力做功,從而增加了機械摩擦的效率,促進了肉質的軟化,并且變壓滾揉腌制工藝能提高滾揉后原料肉鹽溶性蛋白含量和氧合肌紅蛋白含量,提高滾揉后原料肉的持水力,改善蒸煮后原料肉的質構。

滾揉溫度、加壓壓力、變壓交變比、抑菌氣體比例均影響充氣變壓滾揉效果。

滾揉溫度影響微生物的生長繁殖和腌制液的滲透速率;

加壓壓力指加壓滾揉時抑菌氣體的壓強,高強壓雖可抑菌但會對原料肉質構產生負面影響同時生產成本會增加,壓力過低滾揉效果較差;

變壓交變比是指變壓滾揉腌制過程中,真空滾揉時間與加壓滾揉時間的比值即滾揉行程的比值,合理的變壓交變比既能保證原料肉在真空狀態下膨脹,又能充分利用抑菌氣體加壓抑制微生物的生長,并通過兩者間的交替作用促進腌制液的吸收和鹽溶性蛋白的提??;

不同抑菌氣體對微生物的抑菌效果不同,二氧化碳氣體抑制肉品中需氧的假單胞菌的生長,而對兼性厭氧的革蘭氏陽性乳酸菌無抑制作用,氮氣可抑制好氧微生物的生長和延緩氧化反應,氧氣可抑制大多數厭氧菌生長,可形成鮮紅的氧合肌紅蛋白,岡此合理的抑菌氣體配比既能達到理想的抑菌效果延長產品的保質期又能形成良好的色澤。

2)預滾揉技術

有關滾揉技術方面的研究國外早在20世紀70年代就有大量的文獻報道,并且近期國外有研究預滾揉技術對肉制品品質的影響。預滾揉是指在鹽水注射或刀片嫩化之前對原料肉塊進行短時間的滾揉處理。注射前對原料肉進行預滾揉能提高肌肉組織的柔韌性,因而在注射后滾揉過程中能提高鹽水的保留量,進而提高產品得率。預滾揉可減少總按摩時間,改善鹽水滲透作用,提高烤牛肉的出品率和嫩度。

有研究報道注射前進行預滾揉和刀片嫩化處理有利于改善烤牛肉的質構特性,預滾揉也可改善烤牛肉得率但對壓出水分量無影響。但是亦有研究表明注射前滾揉不會影響真空調理蒸煮牛肉的多數評價指標,而延長注射后滾揉時間至10h能改善鹽水分布及產品外觀,同時降低蒸煮牛肉的剪切力值,但卻增加了注射后滾揉階段和巴氏殺菌階段的質量損失。

二、機械嫩化對肉品品質的影響

在肉類加工中,常采用機械嫩化器對原料肉進行預處理,嫩化器是通過機械上許多鋒利的刀板(即刀片嫩化)或者尖針壓迫肉體,由于機械力的作用,肌纖維細胞和肌間結締組織被切斷、打碎,釋放出肌原纖維蛋白,肉的正常組織結構被破壞,增大了肉的表面積,再結合注射和滾揉機械處理,使肉的黏著性、持水性提高,從而達到改善肉制品品質的目的。

刀片嫩化可顯著改善分割韌性肉的嫩度,該項技術在國外20世紀70、80年代研究較熱并有大量文獻報道,被認為是目前一種最有效的嫩化技術之一。國外大量研究表明刀片嫩化能降低剪切力值,改善感官嫩度。刀片嫩化對肌肉組織破壞程度越大,鹽溶性蛋白的提取率越大,閔而增大肌肉蛋白的溶解度,提高產品的出品率。

1、豬肉的機械嫩化

有學者研究了機械嫩化對豬肉的組織破壞程度及蛋白提取有效性的影響,結果表明能顯著提高肌原纖維蛋白利用率和鹽水保留率的主要因素是對肌肉收縮結構完整性的機械破壞程度。利用機械嫩化機對肌肉組織進行嫩化,其破壞程度越大越能提高鹽溶性蛋白的有效溶解率,同時提高萃取蛋白的含量,從而減少產品的蒸煮損失。但亦有研究表明機械嫩化會提高某些肌肉蒸煮損失。

2、牛肉的機械嫩化

有學者研究了刀片嫩化、預滾揉、注射后滾揉及水分對牛半膜肌烤肉理化和質構特性的影響。鹽水注射有助于提高產品蒸煮得率,同時對其嫩度有最大的影響。注射后滾揉不能顯著改善烤肉的得率和質構,但是如果結合嫩化可提高產品保水性;注射前進行預滾揉和刀片嫩化處理有利于改善產品的質構特性;預滾揉也可改善產品得率但對壓出水分量無影響。

但是預滾揉和刀片嫩化無協同增效作用。如果對非注射烤肉或注射非滾揉的產品進行預滾揉可顯著提高克萊默剪切力值(Kramer shear)。如對烤肉進行注射后滾揉,那么采用預滾揉對提高產品嫩度是非必需的,但是對非注射烤肉或注射但非滾揉產品的嫩度是有利的。

三、機械注射對肉品品質的影響

許多低溫肉制品如烤肉、熏煮火腿、培根等塊狀肉制品的加工均離小開機械注射?;底⑸涫墻韁埔鶴叭脛翰壑?,通過加壓把貯液槽中的腌制液送入注射針中,用小銹鋼傳送帶傳送原料肉,在其上部有數十乃至數百根規則排列的側面多孔的注射針,通過注射針的上下往復運動,把腌制液定量、均勻、連續地注入原料肉中。

通過機械注射可加快腌制液的滲透,促使其分散均勻,再經過滾揉使肌肉組織結構松軟鹽溶性蛋白滲出,增加產品出品率,提高產品的嫩度,改善產品的顏色、質構、口感等。不同的產品注射率不同,腌制液中的成分及其濃度、注射壓力、傳送速度、注射針型號以及原料肉等均影響產品的注射率。國外研究較多的是注射時腌制液中的成分及其濃度、注射率對產品品質的影響。

四、斬拌對肉品品質的影響

低溫乳化型肉制品是由動植物蛋白、脂肪、水及鹽類、淀粉等輔料經斬拌乳化、灌裝、蒸煮、冷卻和包裝等工藝制作而成的,其中斬拌條件是該類產品的關鍵加工技術,對產品的品質影響最大。

斬拌對肌肉結構破碎程度越大,其中的肌原纖維蛋門提取的越多,在脂肪周圍形成界面膜穩定乳化體系。如果體系中沒有足夠的鹽溶性蛋白,脂肪微球會發生聚集,導致乳化結構崩潰。但是,延長斬拌時間會提高溫度,使蛋白質過早變性,導致蛋白基質變弱,并且脂肪更易聚集,對乳化特性產生小利影響。

大量研究表明,斬拌終點溫度極大地影響低溫乳化腸的品質,當肉餡溫度升高時,鹽溶性蛋白的萃取量顯著減少,并且溫度過高,易使蛋白質適度變性和脂肪部分融化,促使蛋白質、水分和脂肪的結合性變差,進而導致最終產品的保油保水能力下降。

五、展 望

國外早在20世紀80年代以來對低溫肉制品關鍵加工技術如滾揉、機械嫩化、鹽水注射、斬拌等機械處理進行了深入的研究,品質改良劑如磷酸鹽、多糖類、淀粉類及非肉蛋白類方匠的研究報道較多。

低溫真空滾揉技術在現代肉制品加工中已步入商業應用階段,大多西式低溫肉制品和部分中式肉制品采用該法,但是低溫熏煮火腿類制品仍存在質構差、口感差、出水、出油等質量缺陷,因此加強滾揉方式、肉塊直徑與滾揉行程等工藝參數的研究,使滾揉工藝參數規劃化、標準化,對穩定產品品質有重要意義。

充氣變壓滾揉與低溫真空滾揉相比具有一定的優勢,產品的質構、持水性和出品率相對較高,且具有一定的抑菌效果,因此在實際生產中應加強對充氣變壓滾揉工藝參數優化的研究,開發具有商業應用價值的充氣變壓滾揉技術以穩定低溫產品品質和延長貨架期。

預滾揉處理往往與鹽水注射、機械嫩化、注射后滾揉相結合,可減少總滾揉時間,改善腌制液滲透,提高產品得率。

刀片嫩化可顯著改善分割韌性肉的嫩度,降低剪切力值,改善感官嫩度,被認為是目前一種最有效的嫩化技術之一,常與鹽水注射和低溫真空滾揉相結合。

斬拌是乳化型肉制品的關鍵技術,斬拌終溫顯著產品品質,但是缺乏對原輔料加料順序即斬拌順序的研究。

另外電激嫩化、超聲波嫩化腌制和超高壓嫩化技術是肉類加工的新技術,其中電激嫩化是在動物宰殺后30min內將胴體首尾接通電源進行電刺激促使肌原纖維崩解,改變肌肉組織結構,該技術容易實施效果好,在國外已廣泛使用;

超聲波嫩化腌制技術國內外研究較多,可利用其產生的空化效應和機械效應破壞肌原纖維,促進鹽溶性蛋白的萃取,加快腌制速率,縮短腌制時間,并且與超高壓設備相比經濟、安全,更便于在工業化生產中推廣應用;超高壓雖然具有一定的嫩化作用,但該技術的瓶頸是超高壓設備的研制,因此限制了其推廣使用。

我國肉制品企業從20世紀90年代開始引進國外生產設備進行低溫肉制品的生產,且靠經驗指導生產,對西式低溫肉制品關鍵加工技術的系統研究較少。近幾年,一些國際品牌肉食企業如荷美爾、萬威客、泰森等在中國投資建廠,對我國肉制品企業造成一定的沖擊。

因此,大力加強低溫肉制品中機械處理方面的系統研究,如肉塊直徑和滾揉行程對肉品品質影響的研究、充氣變壓滾揉工藝參數的優化、預滾揉與機械嫩化和注射的有機結合、斬拌條件的優化(斬拌終溫與斬拌順序)、超聲波腌制工藝參數的優化及其與滾揉相結合的應用等等,對改善我國低溫肉制品的質構、口感、出水等質量缺陷具有指導意義,同時對促進我國低溫肉制品健康發展、提高我國肉類生產技術水平具有重要意義。