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滚揉、刀片嫩化、盐水注射、斩拌...这些工艺你不可不懂

2019-09-11 河北元昌食品机械科技有限公司 [1]

 

低温肉制品是在常压下通过蒸烤等热杀菌工艺使肉制品的中心温度达到75~85℃并保持一定的时间而获得的产品如常见的熏煮火腿培根烧烤肉低温乳化香肠热狗肠制品等均属于低温肉制品由于低温肉制品的热杀菌温度较高温肉制品(120)因而蛋白质适度变性且最大限度地保持了原有营养成分如各种氨基酸维生素和固有的风味因此具有营养美味可口安全及良好外观等优点

低温肉制品的加工品质如蒸煮得率(或蒸煮损失)系水性质构特性感官品质等受原辅料种类及品质特性的影响国内外有关这方面的研究较多主要包括肌肉蛋白种类原料肉僵直状态亲水胶体非肉蛋白淀粉类等

此外机械处理如滚揉刀片嫩化盐水注射斩拌等也极大地影响低温肉制品的品质欧美西方发达国家对这些技术研究较早技术较成熟建立了完善的低温物流配送体系和产品标准体系已实现标准化规模化和集约化生产而我对低温肉制品的研究较晚尤其是机械处理方面的研究更少缺乏科学的理论和成熟的技术指导

国内企业大多都直接引进生产设备但存在出水出油质构差感官形象差及货架期短等品质问题制约着我国低温肉制品的健康发展因此本文对近年来国内外机械处理(滚揉刀片嫩化盐水注射斩拌)在低温肉制品中的应用研究进行总结以便促进我国低温肉制品加工现状的改善

一、滚揉对肉品品质的影响

滚揉是指利用滚揉机将肉胚进行翻滚、摔跌和揉搓,使加入的腌制剂、调味料迅速均匀地扩散到肌肉纤维组织的过程。滚揉可加速腌制液的渗透与发色,利用物理性冲击的原理,使腌肉落下、揉搓,导致肉质松弛、肌原纤维断裂,使得腌制液的渗透速率大为提高,也可使注入的腌制液在肉内均匀分布,从而吸收大量盐水,这样不仅缩短了腌制期,还提高了产品的出品率和嫩度。

滚揉时由于肉块间互相摩擦、撞击和挤压,肌肉中盐溶性蛋白浸出并转移到肌肉表面,随按摩或滚揉时间延长,其溶解程度随之增加,它们吸收水分、淀粉等组分形成黏糊状物质,使不同的肉块能够黏合在一起,提高产品的黏着性。

1、低温真空滚揉技术

目前国内外广泛采用的是低温真空滚揉技术,即将卧式滚揉机置于温度较低的条件下进行滚揉如在4~8℃冷库中,或采用先进的带有制冷功能的外壁夹层,或浆上带有制冷功能的滚揉设备,在滚揉过程中,同时要求真空度达到一90kPa以下,这样有助于减少由于磨擦而引起的肉温上升和气泡产生,以及抑制有害微生物的生长繁殖。产品的品质受滚揉方式、肉块大小、滚揉行程、滚揉机负荷、真空度、温度等多方面的影响

1) 滚揉方式的影响

滚揉方式包括连续式滚揉和间歇式滚揉。当总滚揉时间和转速相同时,间歇式滚揉能使出品率提高2%~3%左右,并且色泽更均匀,这可能是由于间歇式滚揉更能使腌制液渗透充分、分布均匀所致,进而促使肌肉组织中的盐溶性蛋白提取充分,肉块黏合性好,蒸煮损失下降;

间歇式滚揉的产品嫩度增强,这主要是在静置过程中,肌肉能充分发生水合作用而使肌细胞囊产生较大的膨胀所致。此外,滚揉方式还包括方向性问题,顺时针、逆时针滚揉从出品率和产品质量上没有明显区别,但双向滚揉比单向滚揉好,切片质量好,出品率提高1.5%,这可能与滚揉均匀程度有关,双向滚揉均匀释度更高。

2)肉块大小及滚揉行程的影响

不同类型的低温肉制品在生产加工时,其原料肉的初加工不同,如某些产品需分割成一定直径的肉块,而某些产品需要绞肉机绞制成一定直径的肉粒,因此应采用不同的滚揉行程才能生产出品质优良的产品。

目前市场的滚揉机类型大小结构以及转速等有所不同相同大小和形状的肉块采用不同的滚揉机滚揉不能简单的以滚揉时间来衡量而应以滚揉行程衡量

滚揉行程太短肉块内部肌肉还没有松弛盐水未充分吸收盐溶性蛋自质提取较少导致肉块里外颜色不均匀结构小一致黏合力保水性和切片性都差

滚揉行程太长导致盐溶性蛋白有不同程度的变性使肉块黏结性保水性变差因此系统研究滚揉行程对低温肉制品品质的影响标准化和规范化滚揉工艺对稳定产品质量如质构口感和保水保油性具有重要意义

滚揉行程的计算公式为L=C×R×t,式中L为滚揉行程;C为滚揉机的内周长,将其直径乘以圆周率π即得;R为滚揉机的转速;t为滚揉时间(间歇滚揉的时间不包括在内)。一般肉块直径10cm以上的产品需要滚揉行程14000~16000m左右,肉块直径在5cm左右的产品需要滚揉行程10000m左右,肉块直径在3~6mm的产品需要滚揉行程1500~2000m,延长滚揉行程可降低产品损耗。

3)滚揉机负荷的影响

滚揉主要是利用物理性原理使肉块间互相摩擦、撞击和挤压,提取肌肉盐溶性蛋白,加速腌制液的渗透与发色,因此适当的负荷对达到最佳滚揉效果是最基本的。如果滚桶装载负荷太多,肉块下落和运动受到空间限制,会致使在规定的时间内达不到预期的滚揉效果,影响产品质量;

如果装载太少,则肉块下落过多会被撕裂摔打,滚揉过度,导致肉质太软和部分肉蛋白质的变性,最终影响产品质量。因此滚揉时,应根据滚桶的设计容量确定适宜的装载晕是必要的。一般建议按容量计装载60%即可,不超过70%。

4)真空度的影响

真空是滚揉机最重要的功能。原料肉在滚揉过程中,通过抽真空产生一定的负压,能排出原料肉及其渗出物间的空气,这样在后序热处理工艺中不易产生空气膨胀现象而破坏产品的结构。肉制品有微小气孔质量问题很大程度上是由于真空度不够。

此外真空滚揉有助于改善肉制品的外观颜色,如果在滚揉过程中有大量空气存在会导致肌红蛋白的氧化反应,进而影响产品的发色和颜色均匀性。但是,真空度也不宜太高,否则肉块中的水分极易被抽出来而影响产品的保水性和质构。一般真空度在一80kPa以上。

另外,滚揉机应柔和地推挤、按摩、提升和摔落肉块,滚揉转速控制在10~12r/min有利于稳定产品质量。此外辅料的添加顺序及其周期性清洁频率等也同样影响产品的品质。

2、滚揉新技术

1)充气变压滚揉技术

除真空滚揉技术外,还有充气变压滚揉技术,它是指在滚揉过程中将真空滚揉腌制和加压滚揉腌制交替进行,促使肌肉组织结构压迫与舒张交替作用,使腌制液呈周期性发生吸入和挤出运动,同时通过充入抑菌气体抑制微生物的生长繁殖。

与传统的真空滚揉技术相比,在变压滚揉腌制工艺中的加压过程中,肉块除需要克服本身重力做功外,还要克服相应气体摩擦力做功,从而增加了机械摩擦的效率,促进了肉质的软化,并且变压滚揉腌制工艺能提高滚揉后原料肉盐溶性蛋白含量和氧合肌红蛋白含量,提高滚揉后原料肉的持水力,改善蒸煮后原料肉的质构。

滚揉温度加压压力变压交变比抑菌气体比例均影响充气变压滚揉效果。

滚揉温度影响微生物的生长繁殖和腌制液的渗透速率;

加压压力指加压滚揉时抑菌气体的压强,高强压虽可抑菌但会对原料肉质构产生负面影响同时生产成本会增加,压力过低滚揉效果较差;

变压交变比是指变压滚揉腌制过程中,真空滚揉时间与加压滚揉时间的比值即滚揉行程的比值,合理的变压交变比既能保证原料肉在真空状态下膨胀,又能充分利用抑菌气体加压抑制微生物的生长,并通过两者间的交替作用促进腌制液的吸收和盐溶性蛋白的提取;

不同抑菌气体对微生物的抑菌效果不同,二氧化碳气体抑制肉品中需氧的假单胞菌的生长,而对兼性厌氧的革兰氏阳性乳酸菌无抑制作用,氮气可抑制好氧微生物的生长和延缓氧化反应,氧气可抑制大多数厌氧菌生长,可形成鲜红的氧合肌红蛋白,冈此合理的抑菌气体配比既能达到理想的抑菌效果延长产品的保质期又能形成良好的色泽。

2)预滚揉技术

有关滚揉技术方面的研究国外早在20世纪70年代就有大量的文献报道,并且近期国外有研究预滚揉技术对肉制品品质的影响。预滚揉是指在盐水注射或刀片嫩化之前对原料肉块进行短时间的滚揉处理。注射前对原料肉进行预滚揉能提高肌肉组织的柔韧性,因而在注射后滚揉过程中能提高盐水的保留量,进而提高产品得率。预滚揉可减少总按摩时间,改善盐水渗透作用,提高烤牛肉的出品率和嫩度。

有研究报道注射前进行预滚揉和刀片嫩化处理有利于改善烤牛肉的质构特性,预滚揉也可改善烤牛肉得率但对压出水分量无影响。但是亦有研究表明注射前滚揉不会影响真空调理蒸煮牛肉的多数评价指标,而延长注射后滚揉时间至10h能改善盐水分布及产品外观,同时降低蒸煮牛肉的剪切力值,但却增加了注射后滚揉阶段和巴氏杀菌阶段的质量损失。

二、机械嫩化对肉品品质的影响

在肉类加工中,常采用机械嫩化器对原料肉进行预处理,嫩化器是通过机械上许多锋利的刀板(即刀片嫩化)或者尖针压迫肉体,由于机械力的作用,肌纤维细胞和肌间结缔组织被切断、打碎,释放出肌原纤维蛋白,肉的正常组织结构被破坏,增大了肉的表面积,再结合注射和滚揉机械处理,使肉的黏着性、持水性提高,从而达到改善肉制品品质的目的。

刀片嫩化可显著改善分割韧性肉的嫩度,该项技术在国外20世纪70、80年代研究较热并有大量文献报道,被认为是目前一种最有效的嫩化技术之一。国外大量研究表明刀片嫩化能降低剪切力值,改善感官嫩度。刀片嫩化对肌肉组织破坏程度越大,盐溶性蛋白的提取率越大,闵而增大肌肉蛋白的溶解度,提高产品的出品率。

1、猪肉的机械嫩化

有学者研究了机械嫩化对猪肉的组织破坏程度及蛋白提取有效性的影响,结果表明能显著提高肌原纤维蛋白利用率和盐水保留率的主要因素是对肌肉收缩结构完整性的机械破坏程度。利用机械嫩化机对肌肉组织进行嫩化,其破坏程度越大越能提高盐溶性蛋白的有效溶解率,同时提高萃取蛋白的含量,从而减少产品的蒸煮损失。但亦有研究表明机械嫩化会提高某些肌肉蒸煮损失。

2、牛肉的机械嫩化

有学者研究了刀片嫩化、预滚揉、注射后滚揉及水分对牛半膜肌烤肉理化和质构特性的影响。盐水注射有助于提高产品蒸煮得率,同时对其嫩度有最大的影响。注射后滚揉不能显著改善烤肉的得率和质构,但是如果结合嫩化可提高产品保水性;注射前进行预滚揉和刀片嫩化处理有利于改善产品的质构特性;预滚揉也可改善产品得率但对压出水分量无影响。

但是预滚揉和刀片嫩化无协同增效作用。如果对非注射烤肉或注射非滚揉的产品进行预滚揉可显著提高克莱默剪切力值(Kramer shear)。如对烤肉进行注射后滚揉,那么采用预滚揉对提高产品嫩度是非必需的,但是对非注射烤肉或注射但非滚揉产品的嫩度是有利的。

三、机械注射对肉品品质的影响

许多低温肉制品如烤肉、熏煮火腿、培根等块状肉制品的加工均离小开机械注射。机械注射是将腌制液装入贮液槽中,通过加压把贮液槽中的腌制液送入注射针中,用小锈钢传送带传送原料肉,在其上部有数十乃至数百根规则排列的侧面多孔的注射针,通过注射针的上下往复运动,把腌制液定量、均匀、连续地注入原料肉中。

通过机械注射可加快腌制液的渗透,促使其分散均匀,再经过滚揉使肌肉组织结构松软盐溶性蛋白渗出,增加产品出品率,提高产品的嫩度,改善产品的颜色、质构、口感等。不同的产品注射率不同,腌制液中的成分及其浓度、注射压力、传送速度、注射针型号以及原料肉等均影响产品的注射率。国外研究较多的是注射时腌制液中的成分及其浓度、注射率对产品品质的影响。

四、斩拌对肉品品质的影响

低温乳化型肉制品是由动植物蛋白、脂肪、水及盐类、淀粉等辅料经斩拌乳化、灌装、蒸煮、冷却和包装等工艺制作而成的,其中斩拌条件是该类产品的关键加工技术,对产品的品质影响最大。

斩拌对肌肉结构破碎程度越大,其中的肌原纤维蛋门提取的越多,在脂肪周围形成界面膜稳定乳化体系。如果体系中没有足够的盐溶性蛋白,脂肪微球会发生聚集,导致乳化结构崩溃。但是,延长斩拌时间会提高温度,使蛋白质过早变性,导致蛋白基质变弱,并且脂肪更易聚集,对乳化特性产生小利影响。

大量研究表明,斩拌终点温度极大地影响低温乳化肠的品质,当肉馅温度升高时,盐溶性蛋白的萃取量显著减少,并且温度过高,易使蛋白质适度变性和脂肪部分融化,促使蛋白质、水分和脂肪的结合性变差,进而导致最终产品的保油保水能力下降。

五、展 望

国外早在20世纪80年代以来对低温肉制品关键加工技术如滚揉、机械嫩化、盐水注射、斩拌等机械处理进行了深入的研究,品质改良剂如磷酸盐、多糖类、淀粉类及非肉蛋白类方匠的研究报道较多。

低温真空滚揉技术在现代肉制品加工中已步入商业应用阶段,大多西式低温肉制品和部分中式肉制品采用该法,但是低温熏煮火腿类制品仍存在质构差、口感差、出水、出油等质量缺陷,因此加强滚揉方式、肉块直径与滚揉行程等工艺参数的研究,使滚揉工艺参数规划化、标准化,对稳定产品品质有重要意义。

充气变压滚揉与低温真空滚揉相比具有一定的优势,产品的质构、持水性和出品率相对较高,且具有一定的抑菌效果,因此在实际生产中应加强对充气变压滚揉工艺参数优化的研究,开发具有商业应用价值的充气变压滚揉技术以稳定低温产品品质和延长货架期。

预滚揉处理往往与盐水注射、机械嫩化、注射后滚揉相结合,可减少总滚揉时间,改善腌制液渗透,提高产品得率。

刀片嫩化可显著改善分割韧性肉的嫩度,降低剪切力值,改善感官嫩度,被认为是目前一种最有效的嫩化技术之一,常与盐水注射和低温真空滚揉相结合。

斩拌是乳化型肉制品的关键技术,斩拌终温显著产品品质,但是缺乏对原辅料加料顺序即斩拌顺序的研究。

另外电激嫩化、超声波嫩化腌制和超高压嫩化技术是肉类加工的新技术,其中电激嫩化是在动物宰杀后30min内将胴体首尾接通电源进行电刺激促使肌原纤维崩解,改变肌肉组织结构,该技术容易实施效果好,在国外已广泛使用;

超声波嫩化腌制技术国内外研究较多,可利用其产生的空化效应和机械效应破坏肌原纤维,促进盐溶性蛋白的萃取,加快腌制速率,缩短腌制时间,并且与超高压设备相比经济、安全,更便于在工业化生产中推广应用;超高压虽然具有一定的嫩化作用,但该技术的瓶颈是超高压设备的研制,因此限制了其推广使用。

我国肉制品企业从20世纪90年代开始引进国外生产设备进行低温肉制品的生产,且靠经验指导生产,对西式低温肉制品关键加工技术的系统研究较少。近几年,一些国际品牌肉食企业如荷美尔、万威客、泰森等在中国投资建厂,对我国肉制品企业造成一定的冲击。

因此,大力加强低温肉制品中机械处理方面的系统研究,如肉块直径和滚揉行程对肉品品质影响的研究、充气变压滚揉工艺参数的优化、预滚揉与机械嫩化和注射的有机结合、斩拌条件的优化(斩拌终温与斩拌顺序)、超声波腌制工艺参数的优化及其与滚揉相结合的应用等等,对改善我国低温肉制品的质构、口感、出水等质量缺陷具有指导意义,同时对促进我国低温肉制品健康发展、提高我国肉类生产技术水平具有重要意义。