МЯСНЫЕ ЭМУЛЬСИОННЫЕ ПРОДУКТЫ И СПОСОБЫ ИХ ПРОИЗВОДСТВА
EMULSION MEAT PRODUCTS AND THEIR PRODUCTION METHODS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в общем смысле относится к пищевым продуктам, более конкретно - к мясным эмульсионным продуктам, которые имеют внешний вид и текстуру натурального мяса, и к способам производства таких продуктов.
Уровень техники
Способы производства мясных эмульсий известны в пищевой промышленности. Мясные эмульсии широко используются в производстве таких продуктов, как болонская колбаса, франкфуртские сосиски и другие колбасные изделия. Помимо этого, мясные эмульсии используются для производства кормов для домашних животных.
В типичных случаях мясные эмульсионные продукты изготавливаются путем смешивания, измельчения и эмульгирования смеси мясного сырья, такого как тощая говядина и свинина и мясные субпродукты, со льдом, пищевой солью, специями и посолочной смесью таким образом, чтобы получилась эмульсия, содержащая мелкие частички жира, покрытые растворившимся белком из мясных ингредиентов. При производстве колбасных изделий полученная фаршевая эмульсия набивается затем в соответствующую оболочку, которая одновременно служит формой при последующей обработке. Фаршевая эмульсия в оболочке подвергается тепловой обработке при повышенных температурах, например от 55 до 77°С, в течение длительных периодов времени, обычно составляющих примерно от 1 до 8 часов или более, в зависимости от объема обрабатываемой мясной эмульсии.
Тепловая обработка мясной эмульсии вызывает коагуляцию или стабилизацию содержащегося в ней белка, обеспечивая тем самым условия для вкрапления частичек жира в белковую матрицу с образованием плотного мясного эмульсионного продукта. Готовые мясные эмульсионные продукты представляют собой однородную гомогенную массу, которая не содержит дискретных частиц мяса и удерживает форму оболочки при уплотнении.
В последние годы в рамках снижения стоимости некоторых пищевых продуктов для потребителей возникла потребность в мясных эмульсионных продуктах, которые по внешнему виду, текстуре и физической структуре напоминают крупные или мелкие куски натурального мяса. Такие продукты используются для частичной или полной замены более дорогостоящих кусков натурального мяса в пищевых продуктах, таких как тушеные блюда, пироги с мясом, мясоовощные запеканки, баночные консервы и корма для домашних животных. Крупнокусковые продукты крайне желательно использовать в пищевых продуктах для человека и в кормах для домашних животных и по причине их эстетического качества, и с учетом пожеланий потребителя. Эти крупнокусковые продукты обеспечивают более дешевый продукт, имитирующий куски натурального мяса по форме, внешнему виду и структуре. Крайне желательно также, чтобы эти продукты удерживали свои форму, внешний вид и структуру в ходе промышленных процессов консервирования и стерилизации в автоклаве.
Попытки, направленные на создание продуктов, имитирующих крупные куски натурального мяса, включали производство их из растительных источников белка с применением техники экструзии - увеличения в объеме. Такие продукты получили определенное одобрение в пищевой промышленности, но их использование ограничивалось, главным образом, введением в продукт в качестве удешевляющих его стоимость мясных наполнителей. Продукты, изготовленные с применением растительных источников белка способом экструзии - увеличения в объеме, не обладают внешним видом и текстурой натурального мяса и поэтому в большинстве случаев не пригодны для использования в качестве полноценных заменителей мяса.
Равным образом и мясные экструзионные продукты на основе мясного белка, изготовленные по традиционным технологиям, не являются полностью удовлетворительными. Они представляют собой однородную гомогенную массу и не обладают структурой, текстурой и внешним видом крупных кусков натурального мяса. Поэтому эти продукты не годятся для использования в тех случаях, в которых желательно присутствие имитирующих мясо крупных кусков.
Одна из попыток улучшения таких мясных эмульсионных продуктов раскрывается в патенте США №4781939. Настоящий патент описывает обработку мясной эмульсии в условиях, которые обеспечивают получение слоистого, не увеличенного в объеме продукта в виде крупных или мелких кусков, имитирующих куски натурального мяса по структуре, внешнему виду и консистенции. Мясной эмульсионный продукт имеет форму отдельных крупных или мелких кусков из множества прилегающих друг к другу, легко разделяемых вручную, подобно волокнам мяса, слоев, напоминающих кусок натурального мяса по внешнему виду, текстуре и консистенции. Мясные эмульсионные продукты в форме крупных кусков пригодны для частичной или полной замены кусков более дорогостоящего натурального мяса как в пищевых продуктах для человека, так и в кормах для животных. Они удерживают свою целостность и форму при подвергании их промышленным процессам консервирования и стерилизации, которые традиционно проводятся в производстве консервированных пищевых продуктов с высоким влагосодержанием.
Хотя продукты, получаемые способами, описанными в патенте США №4781939, представляют собой крупнокусковые эмульсионные продукты и могут использоваться для замены кусков более дорогостоящего натурального мяса как в пищевых продуктах для человека, так и в кормах для животных, все же эти продукты не в полной мере имитируют настоящий мясной продукт и не требуют такого усиленного раскусывания/разжевывания во рту, как кусок натурального мяса. В этом отношении они недостаточно полно имитируют мышечную ткань, которая состоит из множества пучков или прядей линейных волокон.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение относится к мясным эмульсионным продуктам, которые по внешнему виду и текстуре напоминают натуральное мясо, и к способам производства таких мясных эмульсионных продуктов. В одном из вариантов воплощения настоящее изобретение обеспечивает мясной эмульсионный продукт, "тело" которого сформировано множеством волокнистых или волокнообразных структур и имеет множество различных цветовых оттенков. "Тело" содержит, по меньшей мере, около 29 мас.% белка и менее примерно 8 мас.% жира, предпочтительно менее примерно 6 мас.% жира. В другом варианте воплощения множество цветовых оттенков придает наружной поверхности мясной эмульсии такой внешний вид или рисунок, как рисунок витого изделия, мраморность, чередование светлых и темных участков или комбинации различных цветовых оттенков. Цветовые оттенки обеспечиваются за счет добавления красителей, таких как карамельный колер, FD&C (Администрация по контролю пищевых продуктов, лекарственных препаратов и косметических средств) - сертифицированные красители, диоксид титана, оксиды железа, аннато, куркума, природные красители, искусственные красители или их комбинации.
Мясная эмульсия содержит, по меньшей мере, один белковый материал. В одном из вариантов воплощения изобретения белковый материал составляет примерно от 25 до 55 мас.% продукта. Белок может быть получен из любого пригодного источника, такого как мясо птицы, говядина, свинина, рыба и их комбинации.
В другом варианте воплощения настоящее изобретение обеспечивает мясной эмульсионный продукт, содержащий белок, жир и показывающий множество различных видов текстуры. Например, по меньшей мере, один вид текстуры включает множество волокнистых структур, образующих единое целое, что придает мясному эмульсионному продукту внешний вид, реалистично схожий с мясом. В типичных случаях мясной эмульсионный продукт содержит текстурирующий ингредиент, такой как пшеничный глютен, пшеничная мука, яичный белок, соединения серы, цистин, камеди, соевые белки и комбинации перечисленного.
В различных вариантах воплощения изобретения белок составляет примерно от 29 до 31 мас.% мясного эмульсионного продукта; жир составляет примерно от 4 до 6 мас.% мясного эмульсионного продукта, и мясной эмульсионный продукт содержит примерно от 52 до 56 мас.% влаги.
В альтернативном варианте воплощения настоящее изобретение обеспечивает мясной эмульсионный продукт, "тело" которого сформировано множеством линейных пучков волокнистого материала и множеством аксиальных пучков волокнистого материала, что придает мясному эмульсионному продукту внешний вид, реалистично схожий с мясом.
2
Настоящее изобретение обеспечивает способы производства мясных эмульсионных продуктов. В одном из вариантов воплощения способы предусматривают приготовление первой мясной эмульсии, содержащей белок, жир и первый краситель, и приготовление второй мясной эмульсии, содержащей белок, жир и второй краситель. Первая мясная эмульсия смешивается со второй мясной эмульсией. Смешанная мясная эмульсия нагревается до температуры примерно от 100 до 165°С. Смешанная мясная эмульсия подвергается воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см). Находящаяся под давлением мясная эмульсия пропускается через теплообменник для понижения ее температуры с получением мясного эмульсионного продукта.
2
В другом варианте воплощения способы предусматривают приготовление мясной эмульсии, содержащей белок, жир и первый краситель. Мясная эмульсия измельчается и нагревается до температуры примерно от 100 до 165°С. Затем в мясную эмульсию добавляется второй краситель, и смесь перемешивается. Смешанная мясная эмульсия подвергается воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см). Находящаяся под давлением мясная эмульсия пропускается через теплообменник для понижения ее температуры с получением мясного эмульсионного продукта.
2
В еще одном варианте воплощения способы включают приготовление мясной эмульсии, содержащей белок и жир, измельчение и нагревание мясной эмульсии до температуры примерно от 100 до 165°С. Мясная эмульсия подвергается воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см). Затем мясная эмульсия формируется в виде продольного спиралеобразного потока. В заключение мясная эмульсия выгружается с получением мясного эмульсионного продукта.
2
В следующем варианте воплощения способы предусматривают приготовление первой мясной эмульсии, содержащей белок, жир и первый текстурирующий ингредиент, и приготовление второй мясной эмульсии, содержащей белок, жир и второй текстурирующий ингредиент. Первая мясная эмульсия смешивается со второй мясной эмульсией. Смешанная мясная эмульсия нагревается и подвергается воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см). Находящаяся под давлением мясная эмульсия пропускается через теплообменник для понижения ее температуры с получением мясного эмульсионного продукта.
2
В другом варианте воплощения способы включают приготовление мясной эмульсии, содержащей белок и жир, измельчение и нагревание мясной эмульсии до температуры примерно от 100 до 165°С. Мясная эмульсия подвергается воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см), а затем вентилированию для высвобождения влаги из мясной эмульсии. В заключение мясная эмульсия выгружается с получением мясного эмульсионного продукта.
2
В следующем варианте воплощения способы предусматривают приготовление первой мясной эмульсии, содержащей белок, жир и первый краситель, измельчение и нагревание мясной эмульсии до температуры примерно от 100 до 165°С. Мясная эмульсия подвергается воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см) и пропускается через камеру. Находящаяся под давлением мясная эмульсия выгружается с получением мясного эмульсионного продукта.
Настоящее изобретение обеспечивает улучшенный мясной эмульсионный продукт и улучшенный способ производства мясных эмульсионных продуктов, имитирующих мышечную ткань и имеющих внешний вид, очень реалистично напоминающий внешний вид мяса. Продукт напоминает натуральное мясо и удерживает свою целостность и форму в ходе промышленных процессов консервирования и стерилизации, традиционно применяемых в производстве консервированных пищевых продуктов с высоким влагосодержанием. Способы обеспечивают мясной эмульсионный продукт, имитирующий различные виды натурального мяса, например мясо птицы, свинину или говядину.
Другие и прочие задачи, отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны квалифицированным в данной области техники специалистам при дальнейшем прочтении.
Краткое описание фигур
Фиг.1 является фотографией мясного эмульсионного продукта предшествующего уровня техники.
Фиг.2 является фотографией одного из вариантов мясного эмульсионного продукта в одном из вариантов воплощения настоящего изобретения.
Фиг.3 является схемой способа производства мясных эмульсионных продуктов в первом варианте воплощения настоящего изобретения.
Фиг.4 является схемой способа производства мясных эмульсионных продуктов во втором варианте воплощения настоящего изобретения.
Фиг.5 является схемой способа производства мясных эмульсионных продуктов в третьем варианте воплощения настоящего изобретения.
Фиг.6 является схемой способа производства мясных эмульсионных продуктов в четвертом варианте воплощения настоящего изобретения.
Фиг.7 является схемой способа производства мясных эмульсионных продуктов в пятом варианте воплощения настоящего изобретения.
Фиг.8 является схемой способа производства мясных эмульсионных продуктов в шестом варианте воплощения настоящего изобретения.
Фиг.9 является схемой способа производства мясных эмульсионных продуктов в седьмом варианте воплощения настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает улучшенные мясные эмульсионные продукты и способы производства мясных эмульсионных продуктов. Изобретение обеспечивает мясные эмульсионные продукты, которые можно квалифицировать как продукты, обладающие реальной волокнистостью, в отличие от мясных эмульсионных продуктов предшествующего уровня техники. Эта волокнистость придает продуктам внешний вид, очень реалистично напоминающий мясо, имитирующий мышечную ткань мяса. Готовый продукт ощущается во рту как требующий усиленного раскусывания/разжевывания и не является ни пастообразным, ни кашицеобразным или ломким в отличие от других мясных эмульсионных продуктов. Мясной эмульсионный продукт пригоден для использования в пищевых продуктах для человека и в кормах для животных. В одном из предпочтительных вариантов воплощения изобретения мясные эмульсионные продукты предназначаются для производства консервированных кормов для домашних животных. Мясной эмульсионный продукт может имитировать любой вид мясных продуктов, включая мясо птицы, говядину, свинину, рыбу и их комбинации.
Термины "волокнистый", "напоминающий мясо" и "крупнокусковой" применительно к мясным эмульсионным продуктам означают, что мясные эмульсионные продукты обладают, в частности, такими же или почти такими же внешним видом и физическими характеристиками, какими должны обладать настоящие волокна, мясо и крупнокусковые продукты, соответственно, в понимании квалифицированного в данной области техники специалиста. Мясные эмульсионные продукты по изобретению можно квалифицировать как продукты, обладающие реальной волокнистостью, которая придает им очень реалистично напоминающий мясо внешний вид, имитирующий внешний вид мышечной ткани мяса.
Хотя заявленные продукты представляют собой отчасти мясные эмульсии, они обладают такими же или почти такими же характеристиками, что и натуральное мясо. Готовые продукты ощущаются во рту как требующие усиленного раскусывания/разжевывания и не являются ни пастообразными, ни кашицеобразными или ломкими в отличие от других мясных эмульсионных продуктов. В дополнение к этому, снижение содержания влаги в них может проводиться таким образом, что полученные кусковые продукты, хотя и показывают волокнистость, в большинстве случаев выглядят как крупнокусковые.
Как подробно описывается ниже, мясные эмульсионные продукты изготавливаются в большинстве случаев путем эмульгирования мяса, белка, воды и различных ингредиентов. Полученная эмульсия пропускается через высокоскоростной эмульсионный измельчитель, в котором она быстро нагревается, превращаясь в гель. Термообработанная эмульсия подается затем в камеру фиксации или другое устройство, в котором она стабилизируется в виде полосатой, похожей на мясо, структуры.
Как подробно описывается ниже, такой способ позволяет изготавливать мясные эмульсионные продукты, которые показывают улучшенную волокнистость (видимые волокна малого диаметра), что придает продукту внешний вид, очень реалистично напоминающий мясо. В этом отношении готовый мясной эмульсионный продукт содержит пучки или пряди волокон, которые придают мясной эмульсии очень реалистичный внешний вид мышечной ткани мяса. В случае изготовления мясного эмульсионного продукта из мяса птицы готовый продукт имеет внешний вид нежного, долго варившегося куриного мяса или мяса индейки ручной обвалки в собственном бульоне/соку. В дополнение к этому, настоящее изобретение обеспечивает мясной эмульсионный продукт, который имеет нестандартные форму и размеры, ощущается во рту как требующий значительных усилий для раскусывания/разжевывания и не является ни пастообразным, ни кашицеобразным или ломким.
Что касается фигур, то фиг.1 показывает мясной эмульсионный продукт предшествующего уровня техники. Как видно на фотографии, продукт не содержит никаких волокон, а имеет скорее однородную структуру. В отличие от фиг.1 фиг.2 показывает мясной эмульсионный продукт настоящего изобретения. Как можно видеть на фотографии, продукт содержит множество прядей волокон, собранных в линейные пучки. Это обеспечивает более реалистично похожий на мясо продукт по сравнению с мясным эмульсионным продуктом фиг.1.
На фиг.3 представлена схема основного способа производства мясных эмульсионных продуктов в одном из вариантов воплощения настоящего изобретения. Для производства мясного эмульсионного продукта согласно одному из вариантов воплощения настоящего изобретения составляется смесь из натурального мясного сырья, включая мясо млекопитающих, рыбы или птицы и/или мясные субпродукты, имеющего надлежащее качество, приемлемые стоимость и вкусовые качества; полученная смесь измельчается и эмульгируется. Например, мясное сырье может эмульгироваться в высокоскоростном смесителе, в котором размер мясных компонентов (наряду с добавленными ингредиентами) уменьшается под действием усилий перемешивания и сдвига, что подробно описывается ниже.
Мясо и/или мясные субпродукты, используемые в изобретении, могут выбираться из широкого спектра компонентов, при этом их вид и количество в рецептуре будет зависеть от целого ряда факторов, таких как предполагаемое использование продукта, требуемый аромат продукта, его вкусовые качества, стоимость, доступность ингредиентов и др. В качестве мясного сырья может использоваться мясо (т.е. скелетные и не скелетные мышцы) различных млекопитающих, птиц и рыб и/или мясные субпродукты (т.е. отличающиеся от мяса необработанные, зачищенные части забитых млекопитающих, птиц или рыб). Таким образом, термин "мясное сырье" в контексте описания следует понимать как обозначающий не обезвоженное мясо и/или мясные субпродукты, включая мороженое сырье.
Если продукт по настоящему изобретению предназначен для употребления человеком, то для его изготовления могут использоваться любые мясо и мясные субпродукты, которые обычно используются в производстве традиционных мясных эмульсионных продуктов, включая, например, целые говяжьи и бараньи туши, нежирную свиную обрезь, говяжьи голяшки, телятину, говяжью и свиную щековину, а также мясные субпродукты, такие как губы, рубец, сердце и языки. Если продукт по изобретению предназначен для использования в качестве корма для домашних животных, то мясная смесь может содержать, в дополнение к вышеперечисленному мясному сырью, любые из мясных субпродуктов, одобренных к применению в составе кормов для животных, такие как говядина, мясо птицы или рыбы механической обвалки, говяжьи и свиные легкие, печень, почки и др. Обычно мясное сырье подбирается таким образом, чтобы содержание жира в нем составляло максимум около 25 мас.%, предпочтительно ниже примерно 15 мас.%.
Добавки, используемые в традиционных мясных эмульсионных продуктах, могут смешиваться с мясным сырьем до или после эмульгирования и вводиться в мясную эмульсию настоящего изобретения. Эти добавки включают пищевую соль, специи, пряности, сахар и другое в количествах, достаточных для получения продукта с требуемыми вкусовыми характеристиками. В дополнение к этому, в мясную эмульсию могут добавляться также незначительные количества других сухих ингредиентов, таких как витамины, минералы, ароматизаторы и т.п.
В мясную эмульсию может добавляться один или более сухих белковых материалов. В одном из вариантов воплощения изобретения сухие белковые материалы могут добавляться в мясное сырье после первой стадии эмульгирования. Эмульгированное мясное сырье, содержащее добавленные сухие белковые материалы, может затем перемешиваться и подвергаться второй стадии эмульгирования, включающей высокоскоростное перемешивание с участием усилий сдвига. Следует заметить, что сухие белковые материалы могут также добавляться в мясное сырье перед первым эмульгированием.
Сухие белковые материалы могут включать, например, пшеничный глютен, соевую муку, соево-белковый концентрат, соево-белковый изолят, яичный альбумин и сухое обезжиренное молоко для повышения стабильности и связанности эмульсии, придания аромата и снижения стоимости рецептуры. Включение сухих белковых материалов в мясную эмульсию является особенно предпочтительным при производстве продукта, предназначенного для использования в качестве корма для домашних животных. Сухой белковый материал позволяет производителю использовать мясное сырье, в котором отношение белка к жиру и отношение миозина к общему белку могут отличаться от предельно допустимых для использования в производстве мясных эмульсионных продуктов. Если сухой белковый материал вводится в мясную эмульсию, то его количество может варьироваться примерно от 5 до 35 мас.% в пересчете на массу эмульсии в зависимости от таких факторов, как предполагаемое использование продукта, качество мясного сырья, используемого в эмульсии, стоимость ингредиентов и др. В одном из предпочтительных вариантов воплощения изобретения уровень сухого белкового материала составляет примерно от 25 до 35 мас.%. В большинстве случаев с увеличением содержания жира и/или влаги в мясном сырье соответственно повышается и уровень сухого белкового материала в эмульсии.
Хотя состав мясной эмульсии может варьироваться в широких пределах, соотношение белка и жира в эмульсии, содержащей сухой белковый материал, должно быть достаточным для образования при коагуляции белка плотного мясного эмульсионного продукта без признаков нестабильности эмульсии, а содержание белка в эмульсии должно быть таким, чтобы при нагревании эмульсии до температуры выше температуры кипения воды происходила коагуляция и обеспечивалось образование плотного эмульсионного продукта за короткий период времени, т.е. примерно за 5 минут, предпочтительно за 3 минуты, после нагревания до указанной температуры. Так, мясное сырье и добавки, включая сухой белковый материал (если таковой используется), смешиваются друг с другом в таких пропорциях, чтобы количество мясного сырья составляло примерно от 50 до 75 мас.%, предпочтительно примерно от 60 до 70 мас.% в пересчете на массу эмульсии. В одном из предпочтительных вариантов воплощения изобретения исходные ингредиенты для мясной эмульсии содержат примерно от 29 до 31 мас.% белка и примерно от 4 до 6 мас.% жира. Готовый мясной эмульсионный продукт должен иметь профиль, аналогичный, в основном, профилю исходных ингредиентов, однако если к продукту добавляется подлива или бульон, то его профиль может измениться в зависимости от содержания влаги, белка и/или жира в подливе/бульоне.
Вдобавок мясная эмульсия должна составляться таким образом, чтобы она содержала примерно от 45 до 80 мас.% воды, причем содержание воды в мясной эмульсии предпочтительно регулируется на уровне примерно от 49 до 56 мас.% в пересчете на массу мясной эмульсии, т.е. мясное сырье и добавки. Точная концентрация воды в эмульсии будет зависеть, конечно, от количества белка и жира в эмульсии.
2
Подобранное для использования в изобретении смешанное мясное сырье пропускается через волчок для измельчения мясного сырья в кусочки однородного, в основном, размера. В большинстве случаев предпочитается пропускать мясо через волчок, оборудованный решеткой с размером отверстий 1 см или менее. Хотя удовлетворительных результатов можно достигнуть и при измельчении мяса до частиц размером более 1 см, использование таких крупных мясных частиц обычно не приветствуется. Если используется замороженное мясное сырье, то сначала его следует предварительно разбить или разрубить на куски с тем, чтобы уменьшить размер кусков, загружаемых в волчок. Хотя размер кусков зависит от размера загружаемых в мясной волчок, обычно замороженное мясное сырье разрубают на куски с площадью поверхности около 10 см.
После измельчения смесь мясных частиц транспортируется в резервуар-смеситель, в котором мясо перемешивается до получения однородной массы; для облегчения перекачивания мясной смеси насосом ее предпочтительно нагревают до температуры примерно от -1 до 7°С такими способами, как использование изоляционной рубашки с горячей водой, инжекция пара и т.п.
Затем однородная смесь измельченных мясных частиц подвергается тонкому измельчению в условиях, обеспечивающих эмульгирование мясного материала с получением мясной эмульсии, в которой белок и вода мясной смеси формируют матрицу, инкапсулирующую жировые шарики (например, стадия эмульгирования). Мясной материал может эмульгироваться любым традиционным способом и с применением традиционно используемого для эмульгирования мяса оборудования, такого как смеситель, мешалка, волчок, бесшумный куттер, измельчитель, эмульситатор и т.п., которое способно обеспечить разрушение и диспергирование жира в виде шариков в белковой суспензии с образованием эмульсии.
В типичных случаях температура мясной эмульсии повышается в процессе эмульгирования. Это нагревание мясной эмульсии не вызывает опасений, поскольку температура не повышается до точки, в которой начинает происходить денатурация белка с нежелательной на этой стадии способа скоростью. Температура мясной смеси в процессе эмульгирования должна поддерживаться на уровне ниже примерно 49°С с тем, чтобы минимизировать денатурацию белка на этой стадии способа. Согласно одному из предпочтительных вариантов воплощения изобретения мясной материал пропускается через эмульситатор для эмульгирования с одновременным нагреванием образующейся эмульсии до температуры примерно от 10 до 49°С, предпочтительно примерно от 21 до 38°С.
Добавки, подлежащие введению в мясную эмульсию, включая сухой белковый материал (если таковой используется), могут вводиться в мясную смесь перед ее эмульгированием. Альтернативно, предпочитается зачастую вводить добавки, особенно сухой белковый материал, в мясную смесь после ее эмульгирования. Поскольку добавление сухого белкового материала приводит к увеличению вязкости эмульсии, эффективное эмульгирование достигается в том случае, если мясная смесь эмульгируется еще до добавления сухого белкового материала, вызывающего образование вязкой мясной эмульсии.
Мясная эмульсия вновь измельчается для повышения тонкости эмульсии (например, вторая стадия эмульгирования) и быстро нагревается до температуры, выше температуры кипения воды. При этой температуре коагуляция белка в эмульсии происходит настолько быстро, что эмульсия уплотняется и образует плотный эмульсионный продукт за очень короткий период времени, например за 20 секунд или менее.
2
2
Быстрый нагрев вязкой мясной эмульсии до температуры выше температуры кипения воды и составляющей в большинстве случаев примерно от 120 до 165°С, более предпочтительно примерно от 132 до 154°С, приводит к тому, что коагулирующий в эмульсии белок вызывает уплотнение эмульсии и образование плотного эмульсионного продукта примерно за 5 минут, в типичных случаях от нескольких секунд до примерно 3 минут, после нагревания. На этой стадии способа эмульсия находится под давлением примерно от 40 до 500 фунтов/кв. дюйм (от 2,84 до 35,5 кг/см), предпочтительно от 60 до 350 фунтов/кв. дюйм (от 4,26 до 24,85 кг/см). Высокая температура наряду с повышенным давлением обеспечивает формирование волокнистости продукта. Удивительным образом установлено, что чем выше температура продукта и давление на него, тем лучше идет формирование волокон (линейное выравнивание с более мелкими удлиненными волокнами).
Предпочтительно эмульсия обрабатывается в оборудовании, в котором она нагревается до указанной повышенной температуры с одновременным ее измельчением, например, за счет механического нагрева и/или прямой инжекции пара. Согласно одному из предпочтительных вариантов воплощения изобретения вязкая мясная эмульсия, которая имеет температуру примерно от 30 до 40°С, прокачивается насосом через эмульситатор, в котором мясная эмульсия подвергается усилию сдвига для увеличения тонкости эмульсии и почти одновременно нагревается до температуры примерно от 120 до 165°С, предпочтительно от 132 до 154°С, за счет быстрого механического нагрева и/или инжекции пара. Так, эмульсия предпочтительно нагревается до указанной повышенной температуры менее чем за ~60 секунд. Если нагревание эмульсии до указанной повышенной температуры осуществлялось вышеуказанным способом, то не следует подвергать ее в дальнейшем воздействию значительного усилия сдвига и измельчению. Контроль температуры эмульсии в пределах требуемого диапазона может осуществляться путем регулирования таких факторов, как скорость подачи в эмульситатор, скорость вращения эмульситатора и др., и может легко осуществляться квалифицированными в данной области техники специалистами.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Горячая мясная эмульсия, имеющая температуру выше температуры кипения воды, предпочтительно в диапазоне примерно от 120 до 165°С, более предпочтительно примерно от 132 до 154°С, подается с помощью объемного насоса, например шестеренного или лопастного насоса, в камеру выдерживания или другое устройство с ограниченной зоной обработки (например, стадия теплообмена). Продукт подается насосом в зону обработки под высоким давлением от 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см) до примерно 600 фунтов/кв. дюйм (42,6 кг/см), предпочтительно примерно от 100 фунтов/кв. дюйм (7,1 кг/см) до 500 фунтов/кв. дюйм (35,5 кг/см), наиболее предпочтительно от 140 фунтов/кв. дюйм (9,94 кг/см) до 350 фунтов/кв. дюйм (24,85 кг/см). При таком высоком давлении способ работает, в основном, на верхнем пределе давления, на которое рассчитана конструкция эмульситатора. Поэтому шестеренный насос (предельное давление от 500 фунтов/кв. дюйм до свыше 2500 фунтов/кв. дюйм = от 35,5 кг/см до свыше 177,5 кг/см) предпочтительно встраивается в замкнутый контур сразу после эмульситатора. Это позволяет использовать эмульситатор для обеспечения высокой температуры без применения высокого давления. Давление развивается уже после шестеренного насоса. В результате этого давление в корпусе эмульситатора понижается до 60-100 фунтов/кв. дюйм (4,26-7,1 кг/см).
В большинстве способов повсеместно используется камера выдерживания, что свидетельствует о применении теплообменника на стадии теплообмена. Для осуществления стадии теплообмена могут использоваться и другие теплообменные устройства, такие как пластинчатый теплообменник.
В варианте воплощения изобретения, показанном на фиг.3, ограниченная зона обработки имеет форму удлиненной трубы. Эмульсия удерживается в ограниченной зоне обработки при давлении выше давления паров эмульсии, до тех пор пока коагуляция белка в мясной эмульсии не достигнет уровня, достаточного для затвердевания эмульсии, и не сформируется плотный эмульсионный продукт, который сохраняет свою форму и структуру при выгрузке из ограниченной зоны обработки. При такой повышенной температуре коагуляция белка происходит с очень высокой скоростью.
Хотя период времени, требуемый для достаточного затвердевания горячей эмульсии и образования плотного продукта, зависит от ряда факторов, таких как температура, до которой нагревается эмульсия, количество и вид белка в эмульсии и др., в большинстве случаев времени выдержки в удлиненном трубчатом выдерживателе или в другом устройстве порядка от нескольких секунд до примерно 3 минут, обычно примерно от 1 до 1,5 минут, бывает достаточно для коагуляции белка и образования плотного эмульсионного продукта, удерживающего свою форму, целостность и физические характеристики. Время выдержки в удлиненной камере выдерживания или в другом устройстве может контролироваться путем регулирования скорости подачи эмульсии в устройство и/или путем регулирования длины или других параметров устройства, например длины указанной камеры выдерживания или зазора между пластинами в пластинчатом теплообменнике.
В одном из вариантов воплощения изобретения указанная удлиненная камера используется для производства продукта. Структура удлиненной камеры-трубы помогает создавать волокнистую структуру продукта. Удлиненная труба должна иметь постепенно уменьшающийся диаметр поперечного сечения вдоль ее длины с тем, чтобы окружность трубы была меньше в точке поступления продукта в трубу. На практике трубы длиной примерно от 2,5 м до 8,0 м, предпочтительно от 3,0 м до 6,0 м, и внутренним диаметром примерно от 12 мм до 75 мм работают, как предполагается, весьма удовлетворительно, позволяя производить плотный эмульсионный продукт. Так как труба имеет диаметр в поперечном сечении, который постепенно уменьшается по всей ее длине или только части общей длины, то поступающий в трубу поток продукта сжимается по мере прохождения его через трубу. Скорость потока и воздействие различного давления на продукт способствуют формированию волокнистой структуры. В одном из примеров используется труба, имеющая диаметр около 62 мм в отверстии, через которое продукт поступает в трубу, и сужающаяся за счет конического переходника до 25 мм в диаметре. Могут использоваться трубы с различной формой поперечного сечения, например круглой, квадратной, прямоугольной и др., поскольку за счет этого обеспечивается уменьшение в диаметре.
Предпочтительно труба охлаждается. Это делает возможным и охлаждение продукта по мере его проталкивания через трубу. В типичных случаях труба может охлаждаться с помощью наружной охлаждающей рубашки или другими средствами. Труба с прямоугольной или аналогичной формой поперечного сечения может быть предпочтительной с точки зрения дизайна, поскольку она представляет собой структуру, которая может охлаждаться снаружи и которая обеспечивает достаточное охлаждение продукта, находящегося внутри нее.
Затвердевшие мясные эмульсионные куски, выгружаемые из ограниченной зоны обработки, имеют форму длинных полос продуктов с температурой примерно от 65 до 100°С и влагосодержанием примерно от 47 до 65%, причем указанные куски варьируются в размере. На выходе из ограниченной зоны обработки эти куски быстро охлаждаются путем испарительного охлаждения до температуры от 60 до 93°С. При необходимости на разгрузочном конце удлиненной трубы или другого устройства может быть смонтировано соответствующее режущее приспособление, такое как вращающийся отсекающий нож, водоструйное режущее устройство, режущая решетка или др., для разрезания продукта на куски требуемого размера, например примерно от 150 до 350 мм. При необходимости продукт может разрезаться по центру для более быстрого охлаждения. Полученные таким путем крупные мясные эмульсионные куски показывают отличную целостность и прочность и удерживают свою форму и характеристики волокнистости при подвергании их промышленным процессам консервирования и стерилизации в автоклаве, какие традиционно проводятся в производстве консервированных пищевых продуктов с высоким влагосодержанием.
Для улучшения волокнистого вида продукта можно использовать комплект компрессионных вальцов, который состоит из двух удлиненных, легко входящих в зубчатое зацепление друг с другом цилиндров (вальцов), вращающихся с одинаковой скоростью. Продукт, выходя из ограниченной зоны обработки, попадает в узкий регулируемый зазор между вращающимися цилиндрами, которые разматывают/частично разделяют/разрывают волокна. Установлено, что такое неполное дробление волокнистых материалов способствует образованию линейных волокон.
Выгруженные мясные эмульсионные куски могут подвергаться последующим стадиям обработки. Например, мясные эмульсионные куски, выгруженные из ограниченной зоны обработки, могут транспортироваться в сушилку для удаления из них большей части влаги, а высушенный продукт может собираться и храниться. Снижение влагосодержания может также осуществляться путем воздействия на куски сухого тепла таким образом, чтобы полученные куски, хотя и обладающие волокнистостью, приобрели внешний вид крупнокускового продукта. Сухое тепло может обеспечиваться обжариванием, запеканием, обжаркой в гриле или обжаркой в жире продукта. Предпочтительно оно обеспечивается сверхбыстрой обжаркой в жире, продолжительность которой в типичных случаях составляет менее одной минуты, предпочтительно от 15 до 35 секунд, при температуре жира от 150 до 200°С.
Альтернативно, мясные эмульсионные куски могут сразу транспортироваться из удлиненной трубы или другого устройства на операцию консервирования, на которой куски расфасовываются в консервные банки вместе с другими ингредиентами, такими как соус, подлива и т.п., с последующей стерилизацией заполненных продуктом банок в автоклаве. В любом случае размер продукта при необходимости может быть изменен.
Например, в производстве консервированных кормов для домашних животных подходящая подлива может быть приготовлена путем нагревания смеси из воды, крахмала и приправ. Мясные эмульсионные куски и подлива расфасовываются в требуемых пропорциях в консервные банки, последние закатываются под вакуумом и затем стерилизуются в автоклаве при температурно-временных режимах, обеспечивающих достаточную промышленную стерилизацию. Могут применяться традиционные способы автоклавирования. В типичных случаях температура автоклавирования примерно от 118 до 121°С с выдержкой в течение примерно от 40 до 90 минут обеспечивает удовлетворительные результаты в производстве промышленно стерильного продукта.
В одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает мясные эмульсионные продукты с множеством разных цветовых оттенков и/или видов текстуры. Например, мясной эмульсионный продукт имеет "тело", характеризующееся множеством волокнистых структур и множеством цветовых оттенков. "Тело" продукта содержит, по меньшей мере, около 29 мас.% белка и менее примерно 8 мас.% жира, предпочтительно менее примерно 6 мас.% жира. Множество цветовых оттенков придает наружной поверхности мясной эмульсии такой внешний вид или рисунок, как рисунок витого изделия, мраморность, чередование светлых и темных участков или комбинации различных цветовых оттенков. Цветовые оттенки могут придаваться с помощью любых пригодных для данной цели красителей, таких как, например, карамельный колер, FD&C-сертифицированные красители, диоксид титана, оксиды железа, аннато, куркума, природные красители, искусственные красители или комбинации перечисленного.
В одном из вариантов воплощения настоящее изобретение обеспечивает мясной эмульсионный продукт, содержащий белок, жир и имеющий множество отдельных видов текстуры. Например, один или более видов текстуры включает множество волокнистых структур, образующих единое целое, что придает мясному эмульсионному продукту внешний вид, реалистично схожий с мясом. Для обеспечения множества отдельных видов текстуры в мясной эмульсионный продукт вводятся один или более пригодных для этой цели текстурирующих ингредиентов. Текстурирующими ингредиентами могут быть, например, пшеничный глютен, пшеничная мука, яичный белок, соединения серы, цистин, камеди (например, ксантановая камедь, альгинат), соевые белки (например, соево-белковые концентраты и фракции) и комбинации перечисленного.
В другом варианте воплощения настоящее изобретение обеспечивает мясной эмульсионный продукт, "тело" которого образовано множеством линейных пучков волокнистого материала и множеством аксиальных пучков волокнистого материала, что придает мясному эмульсионному продукту реалистично схожий с мясом внешний вид.
В другом аспекте, частично представленном на фиг.4-9, настоящее изобретение обеспечивает различные способы производства мясного эмульсионного продукта, имеющего множество разных цветовых оттенков и/или отдельных видов текстуры. В варианте воплощения, показанном на фиг.4, настоящее изобретение обеспечивает модификацию ранее обсуждавшегося способа (и представленного на фиг.3) приготовления мясной эмульсии, имеющей множество цветовых оттенков. Например, способ предусматривает приготовление первой мясной эмульсии, содержащей белок, жир и первый краситель, и приготовление второй мясной эмульсии, содержащей белок, жир и второй краситель. По окончании стадий эмульгирования каждого потока продукта первая мясная эмульсия смешивается со второй мясной эмульсией. Смесь может быть подвергнута тщательному перемешиванию (например, с применением статической мешалки) со скоростью и в течение периода времени, достаточных для формирования из первой и второй мясных эмульсий единой эмульсии, поверхность которой несет к тому же, по меньшей мере, два или более цветовых оттенков.
2
2
2
2
2
2
Смешанная мясная эмульсия нагревается (например, до температуры примерно от 100 до 165°С), а затем подвергается воздействию давления от 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см) до примерно 600 фунтов/кв. дюйм (42,6 кг/см), предпочтительно примерно от 100 фунтов/кв. дюйм (7,1 кг/см) до 500 фунтов/кв. дюйм (35,5 кг/см), наиболее предпочтительно от 140 фунтов/кв. дюйм (9,94 кг/см) до 350 фунтов/кв. дюйм (24,85 кг/см) в зоне обработки. На последующей стадии теплообмена температура смешанной мясной эмульсии, выходящей из насоса высокого давления, резко понижается (например, примерно до 20÷40°С) за короткий промежуток времени в теплообменном устройстве или камере.
Температура мясной эмульсии до или в процессе обработки высоким давлением может составлять примерно от 100 до 165°С, предпочтительно примерно от 120 до 140°С. Начальная температура непосредственно перед стадией теплообмена может регулироваться в зависимости от формы и степени образования структурных волокон, требуемых в готовом продукте. Температура смешанной мясной эмульсии может понижаться примерно со 120÷165°С на выходе из насоса высокого давления до 80÷125°С за промежуток времени от нескольких секунд до 10 минут (предпочтительно примерно от 1 до 3 минут) в зависимости от требуемой степени образования структурных волокон. Находящаяся под давлением мясная эмульсия выгружается с образованием мясного эмульсионного продукта и может подвергаться различным последующим стадиям обработки, что обсуждалось выше.
2
В альтернативном варианте воплощения, представленном на фиг.5, настоящее изобретение обеспечивает способ, предусматривающий приготовление мясной эмульсии, содержащей белок, жир и первый краситель. Мясная эмульсия измельчается и нагревается до температуры примерно от 100 до 165°С. В нее добавляется один или более красителей, которые смешиваются с мясной эмульсией. Мясная эмульсия, содержащая добавленный краситель(-и), может быть подвергнута тщательному перемешиванию (например, с применением статической мешалки) со скоростью и в течение периода времени, достаточных для того, чтобы на поверхности мясной эмульсии стали заметны, по меньшей мере, два или более цветовых оттенков. Мясная эмульсия нагревается и подвергается воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см). Находящаяся под давлением мясная эмульсия пропускается через теплообменник с целью понижения ее температуры и образования мясного эмульсионного продукта. Находящаяся под давлением мясная эмульсия выгружается с образованием мясного эмульсионного продукта и может подвергаться различным последующим стадиям обработки.
2
В еще одном варианте воплощения, показанном на фиг.6, настоящее изобретение обеспечивает способ, предусматривающий приготовление мясной эмульсии, содержащей белок и жир, ее измельчение и нагревание до температуры примерно от 100 до 165°С. Мясная эмульсия нагревается и подвергается воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см). Затем мясная эмульсия преобразуется в продольный спиралеобразный поток (например, до, во время или после стадии теплообмена). Спиралеобразный поток может быть аналогичным рифлению в оружейном стволе. Конфигурация потока мясной эмульсии такова, что при продвижении его вниз по трубе в линейном режиме мясная эмульсия одновременно закручивается в спираль в течение промежутка времени, достаточного для образования наряду с линейными волокнами и 3-D (трехмерных) аксиальных волокон, что придает ей внешний вид, аналогичный текстуре отварной рыбы. В заключение мясная эмульсия выгружается с образованием мясного эмульсионного продукта и может подвергаться различным последующим стадиям обработки.
2
В альтернативном варианте воплощения, показанном на фиг.7, настоящее изобретение обеспечивает способ, включающий приготовление первой мясной эмульсии, содержащей белок, жир и первый текстурирующий ингредиент, и приготовление второй мясной эмульсии, содержащей белок, жир и второй текстурирующий ингредиент. Первая мясная эмульсия смешивается со второй мясной эмульсией. Смешанная мясная эмульсия нагревается и подвергается воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см). Находящаяся под давлением мясная эмульсия пропускается через теплообменник с целью понижения ее температуры и образования мясного эмульсионного продукта, показывающего множество видов текстуры. Находящаяся под давлением мясная эмульсия выгружается с образованием мясного эмульсионного продукта и может подвергаться различным последующим стадиям обработки.
2
В еще одном варианте воплощения, представленном на фиг.8, настоящее изобретение обеспечивает способ, предусматривающий приготовление мясной эмульсии, содержащей белок и жир, ее измельчение и нагревание до температуры примерно от 100 до 165°С. Затем мясная эмульсия подвергается воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см) и подается в теплообменное устройство, где мясная эмульсия подвергается вентилированию/сверхбыстрому испарению с высвобождением из нее пара/влаги. Мясная эмульсия может вентилироваться в продолжение периода времени, достаточного для достижения требуемого внешнего вида мясной эмульсии. Затем мясная эмульсия выгружается с образованием мясного эмульсионного продукта и может подвергаться различным последующим стадиям обработки.
На стадии вентилирования/сверхбыстрого испарения температура смешанной мясной эмульсии, выходящей из насоса высокого давления, значительно понижается (например, примерно до 20÷40°С) за короткий промежуток времени с высвобождением влаги/пара из мясной эмульсии в теплообменном устройстве или камере. Степень изменения температуры и количество высвобождающейся влаги/пара из мясной эмульсии в результате изменения температуры влияют на количество волокон и степень волокнистости готового продукта. Например, при более высокой начальной температуре (например, примерно от 140 до 165°С) образующиеся волокна имеют более произвольные форму и внешний вид. При более низкой начальной температуре (например, примерно от 100 до 120°С) образующиеся волокна выглядят более плотными (например, как жгут сыра).
2
В альтернативном варианте, представленном на фиг.9, настоящее изобретение обеспечивает способ, включающий приготовление первой мясной эмульсии, содержащей белок, жир и первый краситель. Затем мясная эмульсия измельчается и нагревается до температуры примерно от 100 до 165°С. Мясная эмульсия подвергается воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см) и пропускается через камеру. Например, указанная камера может быть образована такими материалами (например, пористыми или похожими на губку материалами), как спеченный металл, которые собственно и являются частью камеры. Такая камера может использоваться как теплообменник для контролируемого высвобождения пара без сверхбыстрого испарения при подвергании мясной эмульсии охлаждению, что позволяет получить мясной эмульсионный продукт с уникальной текстурой. Находящаяся под давлением мясная эмульсия выгружается с образованием мясного эмульсионного продукта и может подвергаться различным последующим стадиям обработки.
2
В другом варианте воплощения настоящее изобретение обеспечивает способ производства мясных эмульсионных продуктов, предусматривающий приготовление мясной эмульсии, содержащей белок, жир и первый краситель; разделение мясной эмульсии на первую и вторую порции; добавление второго красителя в первую порцию; раздельное измельчение и нагревание первой и второй порций до температуры примерно от 100 до 165°С; смешивание первой и второй порций с получением комбинированной мясной эмульсии; подвергание комбинированной мясной эмульсии воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см) и пропускание находящейся под давлением мясной эмульсии через теплообменник с целью понижения температуры мясной эмульсии и получения мясного эмульсионного продукта. Продукт имеет схожий с мясом внешний вид и в большинстве случаев выглядит как "мраморные" крупные куски натурального мяса.
2
В еще одном варианте воплощения настоящее изобретение обеспечивает способ производства мясных эмульсионных продуктов, предусматривающий приготовление мясной эмульсии, содержащей белок, жир и первый краситель; измельчение и нагревание мясной эмульсии с первым красителем до температуры примерно от 100 до 165°С; приготовление мясной эмульсии, содержащей белок, жир и второй краситель; измельчение и нагревание мясной эмульсии со вторым красителем до температуры примерно от 20 до 50°С; объединение нагретых мясных эмульсий с получением комбинированной мясной эмульсии; подвергание комбинированной мясной эмульсии воздействию давления, по меньшей мере, 80 фунтов/кв. дюйм (5,68 кг/см) и пропускание находящейся под давлением мясной эмульсии через теплообменник с целью понижения температуры мясной эмульсии и получения мясного эмульсионного продукта. Настоящий способ позволяет использовать тепловую энергию мясной эмульсии с первым красителем для "тепловой обработки" мясной эмульсии со вторым красителем. Мясной эмульсионный продукт, изготовленный таким способом, отличается от продуктов, изготовленных аналогичными способами. Настоящее изобретение обеспечивает также мясной эмульсионный продукт, изготовленный указанным способом.
В другом аспекте изобретение обеспечивает продукт, изготовленный каждым из описанных выше отдельных способов.
Само собой разумеется, что возможные различные изменения и модификации описанных здесь предпочтительных вариантов воплощения изобретения очевидны для квалифицированных в данной области техники специалистов. Эти изменения и модификации могут вноситься без ущемления сущности и масштаба настоящего предмета изобретения и без умаления его предполагаемых преимуществ. Подразумевается, что такие изменения и модификации должны предприниматься в рамках заявленной формулы изобретения.