Целью тумблирования является активирование, или солюбилизация, внутримышечного белка, что положительно сказывается на выходе после термообработки, плотности и текстуре. Кроме того, на поверхности мяса создается прослойка активированного белка, которая обусловливает сцепление кусков в продукте после термообработки. Говоря точнее, под действием энергии, передающейся при тумблировании, разрушается сарколемма сильно набухших мышечных клеток, и высвобождаются растворенные миофибриллярные белки. Следует добиваться разумного баланса между степенью инъецирования и интенсивностью тумблирования: чем выше степень инъецирования, тем более тщательной должна быть механическая обработка.
Основной принцип тумблирования заключается в том, что перегородки, расположенные внутри тумблера, подхватывают инъецированные куски мяса и передвигают их вверх по стенке тумблера. Когда куски мяса поднимаются на определенную высоту, они падают вниз под действием силы тяжести. Во время продвижения мяса вверх по стенке тумблера кускитрутся друг о друга, и возникающее давление вызывает разрыв сильно набухших мышечных клеток и активирование содержащегося в этих клетках белка. При падении кусков мяса в нижнюю часть тумблера высвобождается кинетическая энергия падения, что также способствует активированию белка. Термины «массирование», «тумблирование» и «перемешивание» зачастую употребляют как синонимы, однако притумблировании емкость (или барабан) вращается вокруг собственной оси, и внутри нее нет лопастей. При перемешивании емкость стационарна, а внутри нее двигаются лопасти. Термин «массирование» используют во всем мире и обычно понимают под ним перемешивание, но иногда его употребляют, говоря о тумблировании. На рисунке ниже показано различие между тумблированием и перемешиванием.
Скорость тумблирования, или частота вращения тумблера, составляет около 4—6 об/мин в больших тумблерах и примерно 7—10 об/мин в малых. При слишком высокой скорости вращения температура мясной массы может быстро возрасти, превысив уровень 5—7 °С, выше которого начинается рост бактерий. Быстрое тумблирование также увеличивает количество тонкой пасты (rub-off), образующейся в процесседлительного трения кусков мясадруг о друга при повышенных температурах*. Эта паста остается видимой между отдельными кусками мяса в готовом продукте, ухудшая его внешний вид и привлекательность для потребителя. Истертая мясная масса также влияет на сцепление кусков и зрительно напоминает пену, хотя ею не является.
При осуществлении тумблирования в охладителе без прямого охлаждения оптимальная температура в помещении составляет от —2 до О °С, при этом температура тумблируемого мяса остается в диапазоне 0-4 °С. Низкие температуры, которые должны поддерживаться при тумблировании, необходимы и с технологической точки зрения, так как растворимость миозина и частично актина при таких темп ратурах максимальна. Поддержание низкой температуры также играет важную роль в предотвращении роста бактерий. В процессе метаболизма бактерии поглощают белки, жиры и углеводы, обедняя состав готового изделия, а побочные продукты метаболизма могут повлиять на аромат, цвет и состояние упаковки готового продукта. Некоторые бактерии, такие как гетероферментативные Lactobacillus spp., при подходящей температуре способны к газообразованию при сбраживании cахаров, имеющихся в мышечной ткани, что приводит к появлению в готовом продукте небольших, но заметных воздушных карманов.Термином «rub-off» автор, очевидно, обозначает образующуюся на поверхности кусков мяса в процессе механической обработки тонкоизмс.пьчеиную белковую пастообразную массу, состоящую из соле- и водорастворимых белков и обрывков мышечных волокон, истертых при трении тумблируемого сырья. Состав иколичество белковой массыв поперечно-щелевидных нарушениях структуры мышечных волокон зависит от режимов обработки (скорости вращения, цикла процесса, продолжительности тумблирования). При кратковременном быстром тумблировании (до 4 ч) в описываемой массе содержатся в основном мышечные волокна и небольшое количество растворимых белков, в частности, миозина.
В тех случаях, когда тумблирование должно производиться при более высоких скоростях, для поддержания низкой температуры мяса необходимо применять различные способы охлаждения. Один из способов состоит в том, чтобы наружная стенка тумблера была снабжена рубашкой, внутри которой циркулирует хладагент (пропиленгликоль или аммиак). Такие тумблеры с двойными стенками имеют то преимущество, что в них можно поддерживать оптимальную температуру без помещения тумблера в охлаждаемое помещение.
Иногдаприменяютдругой способ охлаждения. Он заключается в том, что в тумблер подают криогенный газ, например,твердыйдиоксид углерода (углекислый газ, С02) или жидкий азот (N2). Углекислый газ нельзя применять в течение длительного времени, поскольку он реагирует с водой, содержащейся в мясе, с образованием угольной кислоты:
CO2 + H2O -» H2CO3
Угольная кислота способна понизить уровень рН мясной массы,что приводит к небольшому снижению ВСС и выхода после термообработки. Однако угольная кислота является очень слабой, и для заметного снижения рН нужно ее значительное количество. Азот является инертным газом. Он может подаваться непосредственно в тумблер без риска вступления его в реакцию с компонентами мяса. Жидкий азот имеет очень большой потенциал охлаждения, поскольку он испаряется при температуре — 196 °С и при этом поглощает огромную часть тепловой энергии мяса. При его использовании обязательно следует контролировать, чтобы N2 не замораживал мясо, так как довольно сложно повторно поднять температуру мясной массы для дальнейшей ее переработки.Продолжительность обработки зависит от ряда параметров, включая следующие:
1. Степень заполнения тумблера.
В зависимости от общей мощности тумблер следует заполнять на 60-80%. Наилучший эффект от тумблирования достигается при степени заполнения около 75-80% от общей вместимости аппарата. При перегрузке тумблера отдельные куски мяса не трутся друг о друга и в тумблере недостаточно свободного места для падения кусков. Вся мясная масса просто переворачивается, и отдельные куски мяса не испытывают сильного механической воздействия. Активируется лишь небольшое количество белка, поэтому выход после термообработки и сцепление кусков друг с другом увеличатся не очень сильно. При недостаточном заполнении тумблера теряется эффект трения, что опять же приводит к низкому выходу после термообработки и плохому сцеплению кусков. Желаемый эффект от тумблирования может быть достигнут только в случае правильного заполнения тумблера каждой партией сырья. Практика также показывает, что барабан тумблера не должен быть расположен четко горизонтально; идеальным является наклон от 5 до 15°.
2.Тип перегородок внутри тумблеров.
Различные тумблеры имеют внутри барабана различные типы перегородок. Одни оказывают на мясо более щадящее воздействие, другие — более интенсивное. Чем слабее воздействие на мясо, тем более длительное время требуется тумблировать сырье. Мягкие виды мяса, такие как мясо птицы, требуют осторожного воздействия, перегородки не должны разрывать куски на части.
3.Вид мяса.
Волокнистая структура и жесткость различных видов мяса варьируется даже в разных отрубах мяса одного вида животного. Например, волокнистая структура внутренней части тазобедренного отруба гораздо мягче, чем волокнистая структура подбедерка, а мясо куриного бедра намного имеет более жесткую текстуру, чем мясо куриной грудки. В целом куриное мясо — самое мягкое, затем следует телятина, мясо индейки и свинина, самым жестким мясом является говядина. Процесс тумблирования необходимо оптимизировать таким образом, чтобы мясу передавалось достаточно энергии без разрыва мышечной структуры или избыточного тумблирования. Для мяса с жесткой текстурой требуется более длительное тумблирование, чем для мяса с мягкой текстурой.
4. Степень инъецирования.
При высокой степени инъецированиядля удерживания в мясе большего объема рассола требуется более длительное тумблирование. При степени инъецирования 40-60% требуется тумблирование в количестве примерно 4000-5500 оборотов. Однако следует избегать излишнего тумблирования, поскольку это приводит ктому, что текстура становится резиноподобной и очень эластичной.
5. Размер (диаметр) тумблера.
Диаметр тумблера играет решающую роль в подборе режима тумблирования. Расстояние, которое мясо проходит в тумблере до падения, составляет почти половину длины окружности. Считается, что это путь, который проходит мясо при каждом обороте тумблера. Посколькутумблеры бывают разных размеров, это расстояние, умноженное на общее число оборотов тумблера, скажем, на 4000, может привести к огромной разнице в расстоянии, которое проходит мясо. Для сравнения эффективности процессов тумблирования общее расстояние, пройденное мясом, должно быть очень близким или даже одинаковым. Для достижения сопоставимых результатов при использовании более крупных тумблеров требуется осуществлять меньшее число оборотов по сравнению с небольшими аппаратами. Например,две партии инъецированного мяса тумблируют в течение 4000 оборотов тумблера. Диаметр одного тумблера равен 2 м,т. е. длина окружности составляет 6,28 м (2 п— 2 3,14). Мясо внутри тумблера двигается от низа барабана наверх, затем оно падает, поэтому пройденное расстояние составляет половину длины окружности, или 3,14 м. После 4000 оборотов расстояние, пройденное мясом, составляет 12 560 м (3,14 4000). В тумблере, диаметр которого равен 3 м, длина окружности составляет 9,42 м, мясо пройдет расстояние 4,71 4000 = 18 840 м. Это практически на 50% больше, чем расстояние, пройденное мясом в тумблере меньшего размера. Для того чтобы сравнить воздействие этих двух тумблеров, число оборотов большего тумблера должно быть уменьшено до 2666, что позволит выровнять пройденные мясом дистанции. Ниже показаны тумблеры различного размера, буквой А обозначено расстояние, пройденное мясом:
Отдельную роль играет время, которое отводится на весь процесс, включая тумблирование и паузы. Болеедлительные периоды тумблирования создают условия для набухания белков и разрыв мышечных клеток. Однако тумблирование не должно длиться более 14-16ч, так как аппарат будет слишком долго занят обработкой одной-единственной партии. В современных тумблерах обработка длится 5-6 ч. Мясо тумблируют при температурах примерно 8-10 °С в течение первых 1-1,5ч для ускорения цветообразования. Затем мясо охлаждают примерно до 0 °С, и эту температуру поддерживают в течение оставшихся 4-5 ч за счет пропиленгликоля или аммиака, циркулирующего во внешней рубашке тумблера. Другие современные тумблеры имеют внутренние перегородки, которые не только переворачивают куски мяса, но и перемещают всю мясную массу полностью в горизонтальной плоскости взад-вперед по аппарату в процессе тумблирования. Это двойное передвижение сокращает время тумблирования примерно на 30—50%.
Существуют различные методы тумблирования в зависимости от требуемого числа оборотов.
1. Продолжительное тумблирование. Мясо тумблируют при полном вакууме и очень низкой скорости, обычно 2-4 об/мин, в течение 12-16 ч до тех пор, пока не будет осуществлено требуемое число оборотов. После завершения тумблирования мясо сразу же направляют вдальнейшую переработку. Посколькутумблер вращается непрерывно, следует очень внимательно относиться к поддержанию мяса в охлажденном состоянии, так как повышение температуры выше 7 "С на ранних этапах процесса тумблирования способствует росту бактерий, а также образованию значительных количеств истертой мясной массы (rub-off). В самом начале тумблирования температура мясного сырья должна быть примерно от —1 до 2 °С, затем на протяжении всего процесса она не должна превышать 5 °С.
2. Тумблирование с одним перерывом. Инъецированное мясо тумблируют в непрерывном режиме под вакуумом при низкой скорости до тех пор, пока барабан не совершит примерно 50-70% от общего запланированного числа оборотов. Затем мясо вынимают из аппарата и помещают в холодильную камеру «на покой» (т. е.для выдержки) наночь, наследующее утро завершают тумблирование. В период выдержки слегка поврежденные мышечные клетки набухают и разрываются, а у неповрежденных клеток есть достаточно времени для набухания.
Второй период тумблирования продолжается до тех пор, пока не завершатся оставшиеся 30—50% оборотов. Преимуществом такого способа тумблирования является то, что тумблер загружен лишь недолгое время, и его можно использовать для обработки другой партии в ночную смену, увеличивая производительность оборудования в целом. Ограниченная вместимость тумблера является общеизвестным узким местом при производстве цельномышечных продуктов. На время выдержки между периодами обработки температура мяса должна поддерживаться науровне 4 "С или ниже. Для выдержки мясо чаще всего помещают в большие емкости, время охлаждения должно быть достаточным, чтобы обеспечить значительное снижение температуры в центре кусков. Это особенно важно, поскольку мясо, прошедшее половину цикла тумблирования, к моменту его выгрузки из тумблера могло нагретьсядо температуры выше 5 °С. В связи с этим для снижения температуры в центре тумблированной мясной массы ниже 4 "С может потребоваться несколько часов. В течение этого длительного периода охлаждения может происходить рост бактерий, и в крайних случаях может иметь место прокисание мяса. Втумблер примерно за 1—2 миндо выгрузки можно подавать С02 в целях снижения температуры мяса до 0—2 "С. Выход после обработки мяса, подвергнутого тумблированию с перерывом, обычно немного ниже, чем мяса, подвергнутого тумблированию в циклических режимах.
3. Тумблирование в циклических режимах. При осуществлении циклического тумблирования чередуются периоды тумблирования и выдержки в покое. Это чередование, как правило, продолжается на протяжении всего 10—16-часового периода обработки, в основном на протяжении ночной смены. Недостаток такого тумблирования состоит в том, что тумблер занят в течение достаточно длительного времени одной и той же партией мяса. Режимы циклического тумблирования рассчитывают на основе заранее заданного общего количества оборотов тумблера и периода времени, который отводится на весь процесс тумблирования. Например, если тумблер должен совершить 4500 оборотов за
14ч (840 мин), а скорость тумблера составляет 7 об/мин, тогда мясо нужно тумблировать примерно 643 мин (4500/7). Таким образом, примерно 200 мин остается на периоды покоя (840-643), которые должны равномерно повторяться в течение 14 ч. Поэтому режим тумблирования может быть таким: 45 мин тумблирования и 15 мин покоя, всего 14 циклов. В этом случае тумблирование будет длиться 630 мин, что очень близко к заданным 643 мин. Параметры могут быть изменены, чтобы общая продолжительность обработки была приспособлена к скорости тумблирования (скорости вращения барабана) и таким образом обеспечивалось правильное число оборотов. Температура мяса при тумблировании не должна превышать 4 °С, оптимальной является температура 0-2 "С. Практика показывает, что циклическое тумблирование приводит к более высокому выходу продукта после термической обработки, чем тумблирование с перерывом или непрерывное тумблирование. Периоды выдержки в покое позволяют белку очень эффективно набухать, при этом увеличивается число клеток мышечных волокон, которые разрываются в процессе тумблирования. При повторяющихся циклах набухания и тумблирования активируется большее количество белка.
Если в тумблер требуется вносить дополнительное количество рассола (вследствие недостаточного инъецирования), первый период тумблирования должен длиться как минимум 1—1,5 ч, чтобы мясо абсорбировало весь рассолдо первого периода покоя.
При всех способах тумблирования критическим фактором является температура. Период времени между завершением процесса тумблирования и последующей термической обработкой должен быть как можно короче, при этом важно не допустить роста бактерий. Полуфабрикаты (включая тумблированные куски мяса, набитые в соответствующие оболочки, сетки или формы, подвешенные или расположенные на горизонтальных полках) не следует держать в теплых помещениях в течение длительного времени. К сожалению, такие полуфабрикаты довольно часто размещают на коптильных тележках и оставляют в камерах, где производится копчение или термическая обработка, на достаточно длительное время до окончательной обработки. При отсутствии возможности немедленной термообработки набитых в оболочки продуктов или продуктов в форме их следует хранить при низких положительных температурах.
После тумблирования текстура мяса становится мягкой и эластичной, поэтому его легко набивать, формовать и подвергать другим видам обработки. На поверхности каждого куска мяса находится толстая прослойка активированного белка, что необходимо для сцепления кусков и обеспечения требуемого выхода после термообработки.
Практика показывает, что если инъецированное мясо тумблировали в пятницу и оставили на выходные, выход после термообработки будет немного ниже, чем мяса, которое прошло все стадии производства в течение недели без перерывов. Некоторые добавки, особенно фосфаты, со временем теряют свои функциональные свойства, иза выходные снизится степень активирования белка. Полифосфаты начинают распадаться до монофосфатов под действием фермента фосфатазы, в результате чего снижается выход после термообработки, поскольку монофосфаты не действуют на белок. Эффективность других добавок, таких как каррагинан, соевый белок и крахмал обычно не изменяется, поскольку они не распадаются так быстро. Мясо, инъецированное в пятницу после полудня, следует непрерывно тумблировать около 2 ч, чтобы обеспечить равномерное распределение рассола и создание тонкого слоя белка вокруг мясных кусков. В тумблере не должно быть свободно плещущегося рассола. Это предотвращает вытекание рассола из мяса в выходные. При недостаточной продолжительности тумблирования мяса, или при отсутствии тумблирования в барабане тумблера останется большой объем рассола, и весь этот объем должен сначала абсорбироваться, чтобы потом он смог должным образом удерживаться в мышечной ткани. Процесс тумблирования обычно возобновляют в воскресенье после полудня или вечером, дальнейшую переработку осуществляют в понедельник утром после завершения тумблирования.
В тех случаях, если между моментом окончания тумблирования и дальнейшей переработкой проходит несколько часов, слой активированного белка на поверхности мяса становится тоньше, что приводит к снижению сил сцепления между кусками в готовом продукте. В связи с этим важно, чтобы процесс тумблирования завершился как раз перед набиванием в оболочки или формы; в противном случае мясо придется снова тумблировать в непрерывном режиме на протяжении примерно 0,5—1,0 ч при полном вакууме перед дальнейшей обработкой.
[10]
