PL203076B1 - Zastosowanie karboksymetylocelulozy(CMC) w przetworzonych produktach mięsnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy zastosowania karboksymetylocelulozy w przetworzonych produktach mięsnych.

Karboksymetyloceluloza (CMC), typowo w postaci soli sodowej karboksymetylocelulozy, jest dobrze znanym polimerem rozpuszczalnym w wodzie, który jest szeroko stosowany w produktach spożywczych.

Wiele dokumentów ze znanego stanu techniki ujawnia zastosowanie CMC w przetworzonych produktach mięsnych.

Autorzy K. C. Lin i inni w J. Food Science, tom 53, 1988, str. 1592-1595 ujawniają zastosowanie polimerów CMC, typowo w ilości 0,25% wagowych, o różnym stopniu podstawienia (DS) i różnych ciężarach cząsteczkowych, w kiełbaskach frankfurckich - frankfurterkach, o małej zawartości tłuszczu. Stwierdza się tam, że „dodawanie CMC znacznie polepsza parametry tekstury za wyjątkiem sprężystości i zwięzłości produktów mięsnych i, że różnice w DS i ciężarze cząsteczkowym CMC nie powodują różnic w teksturze produktów.

Autorzy P. J. Shand i inni w J. Food Science, tom 58, 1993, str. 1224-1230 ujawniają zastosowanie polimerów CMC, w ilościach 0,5 i 1% wagowy, w produktach wołowych określanych jako „beef roll i stwierdzają, że CMC polepsza zatrzymywanie wody (tzn. wydajność gotowania), lecz wywiera szkodliwy wpływ na teksturę produktu, a mianowicie siłę wiązania i twardość gotowanych produktów spożywczych.

Autorzy G. S. Mittal i S. Barbut w Meat Science, 35, 1993, 93-103 ujawniają zastosowanie CMC w wieprzowych kiełbaskach śniadaniowych o małej zawartości tłuszczu. Sprzężystość tych kiełbasek jest mniejsza, a produkty o dużej zawartości tłuszczu są mniej elastyczne.

Według wszystkich tych dokumentów ze znanego stanu techniki, gdy stosowano CMC, jedna lub więcej własności tekstury tych przetworzonych produktów mięsnych ulegały pogorszeniu. W wyniku tego, obecnie prawie nie stosuje się CMC w przetworzonych produktach mięsnych.

Gdy podczas wytwarzania przetworzonych produktów mięsnych stosowano CMC niezgodnie z niniejszym wynalazkiem, obserwowaliśmy utratę płynu (tzn. utratę masy) po gotowaniu/konserwowaniu i po 24 godzinach przechowywania na zimno, synerezę (tzn. utratę płynu po 1, 2 lub 5 tygodniach składowania na zimno) i zbyt słabą konsystencję produktów końcowych.

Stąd, istnieje zapotrzebowanie w technice na materiał, który może być korzystnie stosowany w przetworzonych produktach mięsnych i który nie wykazuje wad wymienionych wyżej. Korzystnie, materiał nie powinien wpływać ujemnie na własności przetworzonych produktów mięsnych, takie jak konsystencja, soczystość, tekstura i wrażenie pierwszego kęsa i nie powinien przyczyniać się do utraty płynu, synerezy i tworzenia galarety. Zastosowanie tego materiału powinno także zmniejszać koszt ogólny przetworzonego produktu mięsnego, tzn. powinno być wydajne pod względem kosztów. Niespodziewanie obecnie znaleziono taki materiał.

Niniejszy wynalazek dotyczy zastosowania karboksymetylocelulozy (CMC) w przetworzonych produktach mięsnych, w którym CMC odznacza się tworzeniem żelu w 25°C po rozpuszczeniu przy dużych szybkościach ścinania w wodnym roztworze chlorku sodu o stężeniu 0,3% wagowego, a końcowa zawartość CMC w wodnym roztworze chlorku sodu dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) >4000 wynosi 1% wagowy, dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) >3000 - 4000 wynosi 1,5% wagowych, dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) 1500 - 3000 wynosi 2% wagowych i dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP)<1500 wynosi 4% wagowe, przy czym żel jest płynem wykazującym składową rzeczywistą modułu zespolonego ścinania (G') przewyższającą moduł stratności postaciowej (G) w całym obszarze częstotliwości 0,01-10 Hz, gdy pomiar przeprowadzony jest za pomocą reometru oscylacyjnego pracującego przy naprężeniu 0,2.

Żel można także określić przez kąt stratności, delta, który można obliczyć ze wzoru: G/G' = tg delta. CMC do stosowania zgodnie z niniejszym wynalazkiem ma delta mniejszy niż 45°.

Aparaty do rozpuszczania z dużymi szybkościami ścinania są znane dla zwykłych fachowców w tej dziedzinie. Rozpuszczanie przy dużych szybkościach ścinania typowo prowadzi się stosując mieszarkę Waringa lub Ultra-Turrax. Aparaty te pracują typowo z około 10000 obrotami na minutę lub więcej.

Zastosowanie CMC zgodnie z niniejszym wynalazkiem w przetworzonych produktach mięsnych nieoczekiwanie prowadzi, między innymi, do wyraźnie wyższej zdolności wiązania wody, polepszenia

PL 203 076 B1 konsystencji, soczystości, tekstury i/lub wrażenia pierwszego kęsa przetworzonych produktów mięsnych i nie powoduje utraty płynu, synerezy i/lub tworzenia galarety.

Ponadto niespodziewanie stwierdziliśmy, że gdy stosuje się CMC, określoną w zastrz. 1, można zmniejszyć ilości pewnych dodatków, takich jak fosforany, węglany, cytryniany, emulgator i kazeinian, z których niektóre stosuje się typowo jako środki pomocnicze do rozdrabniania podczas wytwarzania przetworzonych produktów mięsnych, lub można je całkowicie pominąć w recepturze przetworzonego produktu mięsnego. Może to prowadzić do uproszczenia procedur wytwarzania i do zmniejszenia kosztów wytwarzania.

W kontekście niniejszego zgłoszenia skrót CMC oznacza karboksymetylocelulozę oraz sól sodową karboksymetylocelulozy.

W niniejszym zgł oszeniu, okreś lenie „przetworzone produkty mi ę sne odnosi się do emulgowanych produktów mięsnych, takich jak salami, wątrobianka (tzn. kiełbasa wątrobiana), kiełbaski wiedeńskie (tzn. kiełbaski wiedeńskie lub frankfurterki), gotowane wędzone kiełbasy (np. kiełbasa do pieczenia na ruszcie (bratwurst) i kiełbasa mięsna/Fleischwurst) oraz parówki do zapiekania - hot dogi; siekane produkty mięsne, takie jak hamburgery; szynki, takie jak szynka parzona lub szynka gotowana oraz szynka wędzona; i surowe produkty mięsne, takie jak kiełbaski śniadaniowe z surowego mięsa i surowe hamburgery oraz zastosowań na karmę dla zwierzą t domowych, taką jak konserwy mię sne i pasztety.

Korzystnymi przetworzonymi produktami mięsnymi są emulgowane produkty mięsne, siekane produkty mięsne i szynki. Bardziej korzystnymi przetworzonymi produktami mięsnymi są emulgowane produkty mięsne i szynki. Najbardziej korzystnymi przetworzonymi produktami mięsnymi są emulgowane produkty mięsne.

Mięsem jest typowo wołowina, wieprzowina, drób, taki jak kurczaki i indyki, ryby lub ich mieszanina. Korzystne przetworzone produkty mięsne zawierają wołowinę, wieprzowinę lub drób, bardziej korzystnie wołowinę i wieprzowinę.

Dla fachowców jest wiadome, że do wytwarzania przetworzonych produktów mięsnych dostępnych jest wiele gatunków mięsa. Główna różnica w ich jakości polega na ilości mięsa, tłuszczu i wody (i/lub lodu) w przetwarzanym produkcie mięsnym, zmieniających się od mięsa chudego, do różnych typów tłuszczu. Typowym gatunkiem mięsa jest mięso chude, mięso z rozbioru lub mięso mechanicznie oddzielone od kości oraz słonina grzbietowa.

CMC do stosowania według niniejszego wynalazku może być otrzymywana sposobami opisanymi przez D. J. Sikkema i H. Janssen w Macromolecules, 1989, 22, 364-366 lub sposobem ujawnionym w publikacji WO 99/20657. Procedury i aparatura do stosowania są typowe w tej dziedzinie i fachowiec może łatwo dokonać zmian tych znanych sposobów poprzez rutynowe doświadczenia. W szczególności stwierdziliśmy, że przy otrzymywaniu CMC zgodnie z wynalazkiem, ważnym parametrem jest ilość wody stosowana w sposobie. Typowo stosuje się 20-40% wagowych (zawartość końcowa) wodnego roztworu wodorotlenku metalu alkalicznego, (np. wodnego roztworu wodorotlenku sodu).

Charakterystyka CMC zależy głównie od pomiarów reologicznych, w szczególności pomiarów lepkości, patrz, np. J. G. Westra, Macromolecules, 1989, 22, 367-370. W tej publikacji opisano badanie własności CMC otrzymanej sposobem ujawnionym przez Sikkema i Janssen w Macromolecules, 1988, 22, 364-366. Ważnymi własnościami CMC są jej lepkość, tiksotropia i efekt zagęszczający pod wpływem ścinania. Stwierdziliśmy, że do stosowania CMC w przetworzonym produkcie mięsnym, niezależnie od własności reologicznych, ważne są własności takie, jak zdolność absorpcji wody i szybkość absorpcji wody.

Reologia wodnych roztworów CMC jest raczej skomplikowana i zależy od wielu parametrów obejmujących stopień polimeryzacji (DP) celulozy, stopień podstawienia (DS) grupami karboksymetylowymi i jednorodność bądź niejednorodność podstawienia, tzn. rozkład grup karboksymetylowych wzdłuż łańcucha polimeru celulozy.

Stopień polimeryzacji (DP) CMC do stosowania według niniejszego wynalazku może zmieniać się w szerokim zakresie. W kontekście niniejszego wynalazku, dokonuje się rozróżnienia w następujących zakresach DP, tzn. > 4000, >3000 - 4000, 1500 - 3000 i <1500. Typowo CMC wytwarza się z lintersu celulozowego (DP wynosi typowo >4000 - 7000), celulozy drzewnej (DP typowo 1500 - 4000) lub depolimeryzowanej celulozy drzewnej (DP typowo <1500). Korzystnie DP dla polimeru CMC do stosowania według niniejszego wynalazku wynosi przynajmniej 1500, bardziej korzystnie >3000, jeszcze bardziej korzystnie > 4000. Korzystnie CMC jest wytwarzana z lintersu celulozowego.

PL 203 076 B1

CMC do stosowania według niniejszego wynalazku ma typowo stopień podstawienia DS przynajmniej 0,5, korzystnie przynajmniej 0,6, bardziej korzystnie przynajmniej 0,65 a najbardziej korzystnie przynajmniej 0,7 i typowo co najwyżej 1,2, korzystnie co najwyżej 1,1, bardziej korzystnie co najwyżej 0,95 a najbardziej korzystnie co najwyżej 0,9.

Lepkość Brookfield'a (Brookfield LVD, trzpień Nr 4, 30 obrotów na minutę, 25°C) mierzy się po rozpuszczeniu CMC przy dużym ścinaniu, na przykład w mieszarce Waringa, w wodnym roztworze chlorku sodu o stężeniu 0,3% wagowych, przy czym końcowa zawartość CMC w wodnym roztworze chlorku sodu dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) > 4000 wynosi 1% wagowy, dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) >3000 - 4000 wynosi 1,5% wagowych, dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) 1500 - 3000 wynosi 2% wagowe i dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) <1500 wynosi 4% wagowe. Korzystnie stosuje się CMC o lepkości wyższą niż 9000, bardziej korzystnie wyższą niż 9500, a jeszcze bardziej korzystnie wyż szej niż 10000 mPas.

Wodne roztwory CMC do stosowania w niniejszym wynalazku są silnie tiksotropowe. Tiksotropię można określić przez przygotowanie wodnego roztworu CMC o stężeniu 1% wagowy i pomiar lepkości w funkcji szybkości ścinania (tzn. 0,01-300 s^-1) na reometrze o regulowanej szybkości lub reometrze o kontrolowanym naprężeniu, w sposób obrotowy, w 25°C, za pomocą oprzyrządowania stożek-płyta, płyty równoległe lub obciążnik-kubek. Rejestruje się krzywą wzrastającą, w której zwiększa się szybkość ścinania od 0,01 do 300 s^-1 i bezpośrednio po tym krzywą malejącą, w której szybkość ścinania zmniejsza się w tym samym zakresie. Dla CMC według niniejszego wynalazku krzywa rosnąca przebiega w zakresie większych lepkości niż krzywa malejąca, a pole powierzchni między tymi dwiema krzywymi jest miarą tiksotropii, określaną także jako obszar tiksotropii. O roztworze tiksotropowym mówi się zwykle, gdy pole to ma wartość 5 Pas.s^-1 lub więcej, gdy pomiar prowadzi się w 2 do 4 godzin po przygotowaniu roztworu wodnego.

Nie ma standardowego testu dla mierzenia zdolności pochłaniania wody i szybkości absorpcji wody dla CMC. W niniejszym opisie, zdolność absorpcji wody oznacza się za pomocą „testu saszetki do herbaty, który jest opisany w przykładach. Szybkość absorpcji wody oznacza się przez obliczanie absorpcji wody w rosnącym przedziale czasu.

CMC do stosowania w niniejszym wynalazku zwykle ma zdolność pochłaniania wody w zakresie >300 - 600 g wody/g CMC dla CMC o stopniu polimeryzacji DP >4000, >200 - 300 g wody/g CMC dla CMC o stopniu polimeryzacji DP >3000 - 4000, >100 - 200 g wody/g CMC dla CMC o stopniu polimeryzacji DP 1500 - 3000 i 50 - 100 g wody/g CMC dla CMC o stopniu polimeryzacji DP <1500.

Jak wspomniano powyżej, korzystnymi przetworzonymi produktami mięsnymi są emulgowane produkty mięsne, siekane produkty mięsne i szynki. Typowe emulgowane produkty mięsne (np. frankfurterki, kiełbaski wiedeńskie, wątrobianka) wytwarza się przez konwencjonalne mieszanie w kuterze/rozdrabniarce mięsa, tłuszczu, kawałków lodu/wody, soli (tzn. zwykłej soli) lub soli z azotynami (w Niemczech, NPS, sól azotynowa do peklowania), dodatków (np. kazeinianu, cytrynianu, węglanu i fosforanu lub ich mieszaniny), przypraw/ziół , ś rodka do zachowania barwy (np., kwasu askorbinowego lub askorbinianu) i CMC określonej w zastrzeżeniu 1.

W technice stosuje się róż ne procedury rozdrabniania, tzn. procedur ę dodawania wszystkich składników, poczynając od dodawania mięsa i zastosowania kutera w połączeniu z młynem koloidalnym. Typowa procedura rozdrabniania została opisana w przykładzie 1 poniżej. Te procedury i aparatura są dobrze znane fachowcom w tej dziedzinie. CMC do stosowania według niniejszego wynalazku może być wykorzystywana we wszystkich tych procedurach w dowolnym momencie procesu, lecz my stwierdziliśmy, że korzystne jest dodawanie CMC po dodaniu soli, albo w postaci zwykłej soli, albo soli z azotynami.

Stwierdziliśmy, że gdy do wytwarzania przetworzonych produktów mięsnych stosuje się CMC według niniejszego wynalazku, można znacznie zmniejszyć stosowanie środków wspomagających rozdrabnianie, w szczególności fosforanu lub mieszaniny dodatków zawierających fosforan, lub nawet nie są one już potrzebne.

Stwierdziliśmy ponadto, że gdy do wytwarzania przetworzonych produktów mięsnych stosuje się CMC według niniejszego wynalazku, można stosować mięso gorszej jakości, tzn. mięso zawierające mniejszą ilość mięsa chudego i ewentualnie większą ilość wody. Takie mięso gorszej jakości zawierające CMC generalnie ma podobną konsystencję i teksturę w porównaniu z mięsem zawierającym większą zawartość mięsa chudego.

Podczas wytwarzania wątrobianki, emulsję tłuszczu/wody/wątroby typowo ogrzewa się/gotuje się podczas procedury rozdrabniania. Stwierdziliśmy, że gdy stosuje się CMC według niniejszego

PL 203 076 B1 wynalazku, nie jest konieczne już dodatkowe ogrzewanie, co powoduje, że procedura staje się bardziej ekonomiczna.

Siekane produkty mięsne (np. hamburgery) wytwarza się przez drobne mielenie mięsa w maszynce do mielenia mięsa, dodawanie przypraw, soli i wody i formowanie produktu mięsnego w określony kształt za pomocą formy. Wstępnie uformowany produkt konserwuje się następnie typowo w piecu, a nastę pnie wstępnie opieka w gorącym oleju. CMC według niniejszego wynalazku dodaje się do mielonego mięsa w postaci suchego proszku, korzystnie w postaci mieszaniny z przyprawami.

W przemyś le przetworzonych produktów mięsnych, podczas wytwarzania szynki gotowanej i szynki wędzonej stosuje się dwie różne procedury, tzn. nastrzykiwanie całych dużych części mięsa lub grubych kawałków mięsa z dalszym bębnowaniem i bębnowanie dużych kawałków mięsa z dalszym wciskaniem do naturalnych lub sztucznych osłonek.

Typowa procedura wytwarzania szynki prasowanej przedstawia się następująco. Z lodu/wody, ilości soli wyliczonej wstępnie dla określonego stężenia (soli normalnej lub z azotynami), składników pomocniczych do wstrzykiwania i bębnowania oraz ciekłego lub stałego fosforanu przygotowuje się dyspersję solanki do peklowania. Następnie dodaje się CMC według niniejszego wynalazku. Zależnie od stosowanej technologii, gdy stosuje się połączoną technologię wstrzykiwania/ bębnowania, mięso umieszcza się w urządzeniu do wstrzykiwania. Mięso nastrzykuje się następnie dyspersją solanki i zgodnie z tym sposobem przenosi do bębna próż niowego razem z resztą nie zaabsorbowanej dyspersji solanki. Gdy stosuje się tylko technologię bębnowania (często, gdy stosuje się mniejsze kawałki mięsa) mięso wkłada się do bębna i na wierzch mięsa dodaje się wyżej określoną dyspersję solanki. W obu technologiach mieszaninę mięsa i dyspersję solanki bębnuje się przez przynajmniej 2,5 godziny przy 10 obr./min w temperaturze 3 do 5°C. Po około 1 godzinie bębnowania zatrzymuje się proces i dodaje dodatkową porcję soli w postaci suchego proszku. Po zakończeniu okresu bębnowania całe części mięsa pakuje się np. do specjalnych osłonek celofanowych, a mniejszymi kawałkami mięsa nadziewa się często osłonki naturalne lub sztuczne. Wytworzone szynki przenosi się następnie do komory do gotowania, aż temperatura środka/rdzenia osiągnie 68°C. Szynki schładza się następnie przez natrysk wodą i przechowuje w chłodni przez przynajmniej 18 godzin.

Stwierdziliśmy, w szczególności w odniesieniu do wyglądu powierzchni szynki i krajalności szynki na plastry, że korzystne jest stosowanie CMC według niniejszego wynalazku w kombinacji z innymi hydrokoloidami mają cymi wł asnoś ci ż elują ce lub wiążące, takimi jak karagen, bia ł ko kolagenowe i konjac (hydrokoloid z rośliny azjatyckiej ArnorphophaIlus konjak). W celu zmniejszenia strat podczas gotowania można dodać jeszcze dodatkowo pewną ilość - 1 do 2% - skrobi naturalnej, korzystnie bezpośrednio przed zakończeniem procesu bębnowania.

Ilość CMC, którą należy stosować według niniejszego wynalazku, jest zmienna i zależy od ilości i typu mię sa, tłuszczu i wody stosowanych do wytwarzania przetworzonego produktu mięsnego. Typowo stosuje się ilość wynoszącą 0,05 do 1,0% wagowego, korzystnie 0,05 do 0,5% wagowego, bardziej korzystnie 0,05 do 0,4% wagowego, a najbardziej korzystnie 0,05 do 0,3% wagowego, w stosunku do całkowitej masy przetworzonego produktu mięsnego. Generalnie stwierdziliśmy, że w porównaniu do CMC nie będącej polimerem według niniejszego wynalazku, do wytworzenia przetworzonego produktu mięsnego wymagana jest mniejsza ilość CMC według niniejszego wynalazku. Optymalna ilość CMC do stosowania według niniejszego wynalazku może być określona przez fachowca w tej dziedzinie na podstawie rutynowych doświadczeń, z wykorzystaniem ilości podanych powyżej i przykładów podanych niżej, jako wskazówek.

CMC do stosowania według niniejszego wynalazku typowo dodaje się w postaci suchego proszku podczas dowolnej z opisanych wyżej procedur wytwarzania przetworzonego produktu mięsnego, na przykład, w postaci suchej mieszaniny z jednym lub więcej innymi składnikami przetworzonego produktu mięsnego. Korzystnie CMC dodaje się w postaci suchej mieszaniny z przyprawami.

Niniejszy wynalazek jest zilustrowany następującymi przykładami.

P R Z Y K Ł AD Y

Materiały:

Akucell AF 2985, Akucell AF3085 i Akucell AF 3185 (wszystkie z firmy Akzo Nobel) są polimerami CMC, które nie są polimerami według niniejszego wynalazku.

CMC-1, CMC-2 i CMC-3, wszystkie są polimerami CMC według niniejszego wynalazku, tzn. tworzą żel w 25°C, gdy zostaną rozpuszczone w określonej ilości wodnego roztworu chlorku sodu o stężeniu 0,3% wagowych w warunkach silnego ścinania.

PL 203 076 B1

CMC-1: Wytworzona z lintersu celulozowego. Jej DP wynosi 6500; DS wynosi 0,75. Wodny roztwór tego produktu o stężeniu 1% wagowy wykazuje lepkość Brookfielda (LVF, trzpień Nr 4, 30 obr./min, 25°C) wynoszącą 13000 mPas, gdy stosuje się mieszalnik Heidolpha przy 2000 obr./min i 20000 mPas, gdy stosuje się mieszarkę Waringa przy 10000 obr./min (tj. przy dużym ścinaniu). CMC-1 wykazuje silnie pseudoplastyczne własności reologiczne i ma tendencję do zagęszczania w czasie, to znaczy ma własności tiksotropowe. Za pomocą metody podanej wyżej obliczono, że tiksotropowe pole powierzchni wynosi 220 Pa.s.s^-1. CMC-1 nie rozpuszcza się w soli lub roztworach kwasów w normalnych warunkach mieszania (tzn. za pomocą śmigłowego mieszalnika łopatkowego przy 2000 obr./min). Przy dużym ścinaniu (tzn. w mieszarce Waringa przy obrotach powyżej 10000 obr./min) CMC-1 rozpuszcza się i lepkość szybko rośnie bez tworzenia zbryleń. CMC-1 ma zdolność absorpcji wody oznaczoną w teś cie saszetki do herbaty opisanym poniżej wynosząc ą 400 g wody/g CMC. CMA-1 także szybko absorbuje wodę.

CMC-2: Wytworzona z lintersu celulozowego. Jej DP wynosi 6500; DS wynosi 0,85. Wodny roztwór tego produktu o stężeniu 1% wagowy wykazuje lepkość Brookfielda wynoszącą 8500 mPas, gdy stosuje się mieszalnik Heidolpha przy 2000 obr./min i 8000 mPas, gdy stosuje się mieszarkę Waringa przy 10000 obr./min (tj. przy dużym ścinaniu). CMC-2 wykazuje pseudoplastyczne własności reologiczne i ma tendencję do wzrostu lepkości w czasie, to znaczy ma własności tiksotropowe. Za pomocą metody podanej wyżej obliczono, że tiksotropowe pole powierzchni wynosi 40 Pa.s.s^-1. CMC-2 ma zdolność absorpcji wody oznaczoną w teście saszetki do herbaty opisanym poniżej wynoszącą 300 g wody/g CMC. CMA-2 także szybko absorbuje wodę.

CMC-3: Wytworzona z lintersu celulozowego. Jej DP wynosi 6500; DS wynosi 0,75. Wodny roztwór tego produktu o stężeniu 1% wagowy wykazuje lepkość Brookfielda wynoszącą powyżej 12000 mPas, gdy stosuje się mieszalnik Heidolpha przy 2000 obr./min i dobrze powyżej 20000 mPas, gdy stosuje się mieszarkę Waringa przy 10000 obr./min (tj. przy dużym ścinaniu). CMC-3 wykazuje pseudoplastyczne własności reologiczne i ma tendencję do wzrostu lepkości w czasie, to znaczy ma silne własności tiksotropowe. Za pomocą metody podanej wyżej obliczono, że tiksotropowe pole powierzchni wynosi 250 Pa.s.s^-1. CMC-3 ma zdolność absorpcji wody oznaczoną w teście saszetki do herbaty opisanym niżej wynoszącą 500 g wody/g CMC. CMA-3 także szybko absorbuje wodę. CMC-3 nie rozpuszcza się w soli lub roztworach kwasów w normalnych warunkach mieszania (tzn. za pomocą ś migłowego mieszalnika łopatkowego przy 2000 obr./min). Przy dużym ścinaniu (tzn. w mieszarce Waringa przy obrotach powyżej 10000 obr./min) CMC-3 rozpuszcza się bez tworzenia zbryleń tylko wówczas, gdy stosuje się roztwory soli i kwasów o niskim stężeniu procentowym.

Reologia

CMC (zawartość końcowa 1% wagowy) rozpuszcza się w warunkach dużego ścinania w wodnym roztworze chlorku sodu o stężeniu 0,3% wagowych z zastosowaniem mieszarki Waringa. Po rozpuszczeniu ciecz lub żel doprowadza się do temperatury 25°C. Mierzy się składową rzeczywistą modułu zespolonego ścinania (G') i moduł stratności postaciowej (G) płynu w funkcji częstotliwości (tj. 0,01-10 Hz) na reometrze z kontrolowanym naprężeniem, TA Instruments AR 1000, pracującym przy naprężeniu 0,2 (tzn. 20%) w sposób oscylacyjny, stosując wyposażenie stożek 4° - płyta, w temperaturze 25°C.

Lepkość

Lepkość wodnego roztworu CMC o stężeniu 1% wagowy mierzy się za pomocą lepkościomierza Brookfielda LVF, z trzpieniem Nr 4, przy 30 obr./min w 25°C.

Tiksotropia

W celu określenia własności tiksotropowych, przygotowuje się wodny roztwór CMC o stężeniu 1% wagowy i mierzy jego lepkość w funkcji szybkości ścinania (tj. 0,01-300 s^-1) w reometrze z kontrolowanym naprężeniem w sposób obrotowy w 25°C za pomocą stożka-płyty. Rejestruje się krzywą rosnącą, dla której szybkość ścinania zwiększa się od 0,01 do 300 s^-1 i bezpośrednio po tym rejestruje się krzywą malejącą, dla której szybkość ścinania zmniejsza się w tym samym zakresie. Pomiar prowadzi się w 2 do 4 godzin po przygotowaniu roztworu wodnego.

Test saszetki do herbaty

Do zgrzewalnej saszetki do herbaty o wymiarach około 7,5 x 7,5 cm odważa się 50 mg CMC. Po zespawaniu saszetkę zanurza się w pojemniku z wodą i waży w określonych odstępach czasu aż do pełnego nasycenia. Następnie oblicza się ilość gramów wody na gram CMC.

PL 203 076 B1

Konsystencja

Konsystencję - wyrażoną w gramach - mierzy się za pomocą aparatu Stevens TFRA Texture

Analyzer stosując próbkę w kształcie walca (średnica 1/2, długość 35 mm), długość penetracji 2-4 mm, szybkość 1 mm/s. Temperatura materiału próbki wynosi 8-10°C (grubość 40 mm, średnica 120 mm). Minimalna ilość pomiarów wynosi 10.

Inne własności przetworzonego produktu mięsnego

Utratę płynu i synerezę (tzn. utratę płynu po 1, 2 lub 5 tygodniach składowania na zimno) oznacza się przez obliczenie utraty masy przetworzonego produktu mięsnego. Inne własności przetworzonego produktu mięsnego, takie jak trwałość zimnej emulsji mięsa, tekstura, krajalność w plastry, wygląd powierzchni, tworzenie galarety w końcówce, widoczne tworzenie tłuszczu, podatność na zdzieranie osłonki, smak, kolor, soczystość i wrażenie kęsa (pierwszego) porównuje się w konwencjonalny sposób za pomocą badań wizualnych lub sensorycznych.

P r z y k ł a d 1

W tym przykładzie do wytworzenia dwóch typów kiełbas, tj. kiełbasy do pieczenia na ruszcie i kiełbasy mięsnej /Fleischwurst stosuje się dwa typy CMC, tzn. Akucell AF 3185 i CMC-1. Typowa zimna emulsja mięsa składa się z 43s9% wagowych chudej wieprzowiny, 28,3% wagowych słoniny grzbietowej, odpowiednio 24,70 i 24,65 % wagowych kruszonego lodu, 2,0% wagowych soli z azotynami, 1,0% wagowych przypraw i 0,05% wagowych fosforanu, w przeliczeniu na całkowitą masę emulsji. Dla porównania przygotowuje się ślepą próbę tylko z dodatkiem samego fosforanu.

Kiełbasy wytwarza się w konwencjonalny sposób przez przygotowanie zimnej emulsji mięsa w kuterze, napełnienie emulsją sztucznej lub naturalnej osłonki za pomocą wytłaczarki, transport kiełbasy do komory wędzarniczej i/lub komory parowej (tzn. do wędzenia/konserwowania w temperaturze 76-78°C aż do momentu uzyskania temperatury rdzenia 68-70°C) i składowanie w zimnym pomieszczeniu/chłodni.

W przypadku kiełbasy do pieczenia, zimną emulsję mięsa wytłacza się do naturalnej osłonki i kiełbasę gotuje się/ konserwuje w komorze parowej. W przypadku kiełbasy mięsnej /Fleischwurst, zimną emulsję mięsa wytłacza się do sztucznej osłonki i kiełbasę najpierw wędzi się w komorze wędzarniczej, a następnie gotuje się/konserwuje w komorze parowej.

Zaobserwowaliśmy, że po 24 godzinach składowania na zimno, krajalność w plastry, wygląd powierzchni, tworzenie gala rety w końcówce i podatność na zdzieranie osłonki były takie same jak dla ślepej próby, lecz niespodziewanie polepszyła się konsystencja. Na przykład, dla kiełbasy mięsnej, do której dodano CMC w ilości 0,1% wagowego z 25% kruszonego lodu, w porównaniu ze ślepą próbą, konsystencja zwiększyła się z 545 do 785 dla AF 3185 i z 545 do 923 dla CMC-1.

Kiełbasa do pieczenia na ruszcie (bratwurst)

Dodaje się CMC w ilości 0,1% wagowego z 30% wagowymi kruszonego lodu. Odpowiednio do tego zmniejsza się ilość chudej wieprzowiny i słoniny grzbietowej. W porównaniu ze ślepą próbą, utrata płynu po gotowaniu/wędzeniu zmniejsza się z 4,7% do 3,2% dla AF 3185 i z 4,7% do 3,5% dla CMC-1.

W porównaniu ze ślepą próbą, utrata płynu po gotowaniu/ wędzeniu i przechowywaniu na zimno przez 24 godziny zmniejsza się z 9,4% do 7,5% dla AF 3185 i z 9,4% do 7,3% dla CMC-1.

Kiełbasa do pieczenia na ruszcie (pakowana próżniowo)

Dodaje się CMC w ilości 0,1% wagowego z 30% wagowymi kruszonego lodu. Odpowiednio do tego zmniejsza się ilość chudej wieprzowiny i słoniny grzbietowej.

W porównaniu ze ślepą próbą, utrata płynu po 2 tygodniach przechowywania na zimno zmniejsza się z 5,1% do 3,0% dla AF 3185 i z 5,1% do 3,3% dla CMC-1.

W porównaniu ze ślepą próbą, utrata płynu po przechowywaniu na zimno przez 5 tygodni zmniejsza się z 6,4% do 3,4% dla AF 3185 i z 6,4% do 4,3% dla CMC-1.

Kiełbasa mięsna/Fleischwurst (pakowana próżniowo w plastrach)

Dodaje się CMC w ilości 0,1% wagowego z 30% wagowymi kruszonego lodu. Odpowiednio do tego zmniejsza się ilość chudej wieprzowiny i słoniny grzbietowej.

W porównaniu ze ślepą próbą, utrata płynu po 2 tygodniach przechowywania na zimno zmniejsza się z 10,3% do 8,0% dla AF 3185 i z 10,3% do 8,9% dla CMC-1.

W porównaniu ze ślepą próbą, utrata płynu po przechowywaniu na zimno przez 5 tygodni zmniejsza się z 10,7% do 8,5% dla AF 3185 i z 10,7% do 9,0% dla CMC-1.

Dodawanie tych polimerów CMC do tych produktów mięsnych w małej ilości 0,1% wagowego powoduje polepszenie trwałości zimnej emulsji mięsa, zmniejszenie utraty płynu podczas gotowania/wędzenia i 24 godzinnego przechowywania na zimno, zmniejszenie utraty płynu podczas składo8

PL 203 076 B1 wania na zimno przez 2 i 5 tygodni (tzn. synerezy) i polepszenie konsystencji produktów mięsnych bez pogorszenia własności tekstury, smaku, barwy lub wrażenia kęsa tych produktów. Należy zauważyć, że stosuje się dodatek stosunkowo dużych ilości wody (tzn. 30% wagowych).

P r z y k ł a d 2

Do wytwarzania kiełbasy typu do pieczenia na ruszcie (bratwurst) stosuje się w tym przykładzie CMC-2 w ilości 0,2% wagowych. Typowa zimna emulsja składa się z 38,3% wagowych wieprzowiny. Typowa zimna emulsja składa się z 38,3% wagowych chudej wieprzowiny, 40% wagowych lodu/wody, 18,5% wagowych słoniny grzbietowej, 2,0% wagowych soli z azotynami i 1,0% wagowego przypraw. Dla porównania przygotowuje się ślepą próbę z 0,3% wagowych fosforanu, bez CMC. Kiełbasy wytwarza się w konwencjonalny sposób przez przygotowanie zimnej emulsji mięsa w kuterze, napełnienie emulsją sztucznej lub naturalnej osłonki za pomocą wytłaczarki, transport kiełbasy do komory wędzarniczej i/lub komory parowej (tzn. do gotowania/wędzenia w temperaturze 76-78°C aż do momentu uzyskania temperatury rdzenia 68-70°C) i składowanie w zimnym pomieszczeniu/chłodni. CMC-2 dodaje się zaraz po dodaniu soli z dodatkiem azotynów. W porównaniu ze ślepą próbą, utrata płynu po 2 tygodniach i 5 tygodniach przechowywania na zimno dla CMC-2 zmniejsza się odpowiednio z 9,7% do 6,4% po 2 tygodniach i z 11,8% do 7,5% po 5 tygodniach. Dodatek CMC-2 do tej emulsji mięsa w ilości 0,2% wagowego powoduje polepszenie trwałości zimnej emulsji mięsa, zmniejszenie utraty płynu (tzn. synerezy). Obserwuje się także polepszenie konsystencji produktów mięsnych, co prowadzi do wyraźnie lepszego wrażenia pierwsze go kęsa bez pogorszenia własności tekstury, smaku i barwy tych produktów. Należy zauważyć, że w tej recepturze stosuje się dodatek stosunkowo dużych ilości wody.

P r z y k ł a d 3

W tym przykładzie wytwarza się kiełbasę mięsną/Fleischwurst z 48,8% wagowych chudej wieprzowiny, odpowiednio 24,4 i 24,425% wagowych lodu/wody, 24,4% wagowych tłuszczu, 0,5% wagowych przypraw, 1,8% wagowych soli z azotynami i 0,15% wagowych lub 0,075% wagowych CMC-2. Dla porównania przygotowuje się kiełbasy albo z 0,3% wagowego fosforanu, który jest konwencjonalnym dodatkiem do kiełbas gotowanych, albo 0,15% wagowego AF 3185.

Kiełbasy wytwarza się zgodnie z procedurą opisaną w przykładzie 1. Dla tych kiełbas stosuje się osłonki naturalne.

Stwierdzono, że konsystencja kiełbasy z 0,15% wagowymi i 0,075% wagowych CMC-2 wynosi odpowiednio 756 i 523. Konsystencja z 0,3% wagowych fosforanu wynosi 517 a z 0,15% wagowymi AF 3185 wynosi 451.

Tak więc, znacznie mniejsza ilość (tzn. 0,075% wagowego) CMC-2, czyli CMC według niniejszego wynalazku, może zastąpić 0,3% wagowych fosforanu bez ujemnego wpływu na konsystencję, teksturę, krajalność w plastry, podatność na zdzieranie osłonki, smak, synerezę i wrażenie pierwszego kęsa gotowanej kiełbasy. Gdy stosuje się nieco większe ilości CMC-2 (tj. 0,15% wagowych), lecz wciąż mniejsze niż 0,3% wagowego fosforanu, znacznie polepsza się konsystencja gotowanych kiełbas w porównaniu z kiełbasami, w których stosuje się takie same ilości AF 3185.

P r z y k ł a d 4

W tym przykładzie wytwarza się kiełbaski wiedeńskie z 48% wagowymi chudej wieprzowiny, 0,1% wagowego kwasu askorbinowego, 21,6% wagowych lodu/wody, 26,5% wagowych tłuszczu i głowizny, 0,5% wagowego przypraw, 1,7% wagowych soli z azotynami i 0,15% wagowego lub 0,1% wagowego CMC-2. Dla porównania CMC-2 zastępuje się konwencjonalną mieszaniną zawierającą 0,3% wagowego fosforanu, 0,3% wagowego cytrynianu i 1,0% wagowego kazeinianu.

Kiełbaski wytwarza się zgodnie z procedurą opisaną w przykładzie 1. Dla tych kiełbasek wiedeńskich stosuje się osłonki sztuczne.

Stwierdzono, że konsystencja kiełbaski z 0,15% wagowego i 0,1% wagowego CMC-2 wynosi odpowiednio 782 i 750. Strata na gotowanie (tzn. utrata płynu/masy po gotowaniu) wynosi odpowiednio 10,9 i 11,9%. Dla porównania, konsystencja kiełbasek zawierających mieszaninę fosforanu, cytrynianu i kazeinianu wynosi 764 a strata na gotowanie wynosi 12,5%.

I znów, mniejsza ilość (tzn. 0,1% wagowego) CMC-2 moż e zastą pić mieszaninę fosforanu, cytrynianu i kazeinianu (tzn. łącznie 1,6% wagowych), która jest zwykle stosowana do wytwarzania kiełbasek wiedeńskich, bez ujemnego wpływu na teksturę, krajalność w plastry, podatność na zdzieranie osłonki, smak, synerezę i wrażenie pierwszego kęsa kiełbasek wiedeńskich. W porównaniu z mieszaniną fosforanu, cytrynianu i kazeinianu (tj. łącznie 1,6% wagowych) przy zastosowaniu CMC-2 (w ilości 0,15% wagowych) można otrzymać również lepszą konsystencję.

PL 203 076 B1

P r z y k ł a d 5

W tym przykładzie wytwarza się hamburgery z 93,3% wagowych siekanego mięsa wieprzowego, 2,05% wagowych przypraw i soli, odpowiednio 4,575, 4,55 i 4,60% wagowych wody i 0,075% wagowego, 0,1% wagowego lub 0,15% wagowego CMC-2. Dla porównania przygotowuje się ślepą próbę hamburgera bez CMC, a hamburger z ilością CMC-2 zastąpiono przez 0,1% wagowego AF 3185.

Hamburgery przygotowuje się zgodnie z następującą procedurą. Wszystkie składniki miesza się za pomocą sprzętu kuchennego przez 1 minutę, po czym wstępnie formuje się w formie (krążki po około 150 g). Wstępnie uformowane produkty konserwuje się w piecu parowym przez 8 minut i wstępnie piecze (głębokie pieczenie) w gorącym oleju przez 1 minutę.

Utrata płynu po 8 minutach konserwowania wynosi odpowiednio 12,3%, 10,2% i 10,3%. Utrata płynu po 1 minucie pieczenia wynosi odpowiednio 23,3%, 23,3% i 19,1%. Utrata płynu po 24 godzinach składowania na zimno wynosi odpowiednio 24,6%, 24,2% i 21,8%. Ocena produktu była następująca: bardziej soczysty niż ślepa próba, dobre wrażenie pierwszego kęsa i soczystości, doskonałe wrażenie pierwszego kęsa i soczystości.

Utrata płynu po 8 minutach konserwowania wynosi odpowiednio 10,4% dla ślepej próby i 10,6% dla AF 3185. Utrata płynu po 1 minucie pieczenia wynosi odpowiednio 27,8% dla ślepej próby i 29,6% dla AF 3185. Utrata płynu po 24 godzinach składowania na zimno wynosi odpowiednio 29,4% dla ślepej próby i 31,2% dla AF 3185. Ocena ślepej próby: produkt suchy i łykowaty, zaś produkt z AF 4185 jest nieco bardziej soczysty niż ślepa próba.

Na podstawie tych wyników można wyciągnąć wniosek, że zastosowanie CMC-2 powoduje znacznie mniejszą utratę płynu, w szczególności po 1 minucie pieczenia i po 24 godzinach składowania na zimno oraz polepszone wrażenie pierwszego kęsa i soczystości w porównaniu do ślepej próby i stosowania AF 3185.

P r z y k ła d 6

W tym przykładzie wytwarza się szynkę, zgodnie z procedurą bębnowania, z 55,5% wagowych kawałków chudej wieprzowiny (około 3x5 cm), 40,65% wagowych lodu/wody (1:10), 2,4% wagowych soli z azotynem (łącznie), 0,33% wagowego składników wspomagających wstrzykiwanie i bębnowanie, 0,15% wagowego fosforanu i 0,20% wagowego CMC-1. Dla porównania przygotowuje się szynkę z 0,4% wagowego kappa-karagenu (pół-oczyszczonego). Szynki przygotowuje się zgodnie z następującą procedurą. Przygotowuje się dyspersję z lodu/wody, fosforanu, składników wspomagających wstrzykiwanie i bębnowanie, wyliczonej uprzednio ilości soli z azotynem. Po wstępnym zdyspergowaniu tych składników do dyspersji dodaje się CMC-1. Mięso wieprzowe umieszcza się w bębnie razem z dyspersją i bębnuje przez 1 godzinę pod 90% próżnią przy 10 obr./min w temperaturze 3-5°C. Po tym czasie dodaje się resztę soli i kontynuuje bębnowanie przez dalsze 2,5 godziny przy 10 obr./min w temperaturze 3-5°C. Po zakończeniu procesu bębnowania produkt wytłacza się do sterylnej osłonki szczelnej dla wilgoci. Szynki przenosi się do komory do gotowania, aż rdzeń uzyska temperaturę 68°C. Szynki następnie chłodzi się wodą i przechowuje w chłodni przez przynajmniej 18 godzin.

Utrata masy podczas gotowania wynosi 0% dla szynki z CMC-1, a dla szynki z układem kappa-karagenu (pół-oczyszczonego) jest wyższa. Stwierdzono następnie, że gdy stosuje się 0,20% wagowych z 0,05% wagowego kappa-karagenu (pół-oczyszczonego) krajalność w plastry polepsza się do optymalnego poziomu.

P r z y k ł a d 7

W tym przykładzie wytwarza się szynki z zastosowaniem połączonej technologii wstrzykiwania i bębnowania z 71,4% wagowych kawałków chudej wieprzowiny (około 10x20 cm), 25,6% wagowych lodu/wody (1:10), 2,14% wagowych soli z azotynem (łącznie), 0,43% wagowych składników wspomagających wstrzykiwanie i bębnowanie, 0,15% wagowych fosforanu i 0,20% wagowych CMC-3. Szynki wytwarza się zgodnie z następującą procedurą. Przygotowuje się dyspersję zgodnie ze sposobem opisanym w przykładzie 6. Po przygotowaniu dyspersji, przenosi się ją do zbiornika magazynowego, który jest bezpośrednio połączony z aparaturą do wstrzykiwania. Grube kawałki mięsa umieszcza się na taśmie aparatury do wstrzykiwania. Główną ilość potrzebnej dyspersji wstrzykuje się bezpośrednio do kawałków mięsa. Po fazie nastrzykiwania mięso przenosi się do bębna, do bębna dodaje się nie zaabsorbowaną ilość dyspersji solanki i bębnuje się przez 1 godzinę pod 90% próżnią przy 10 obr./min w temperaturze 3-5°C. Po tym czasie dodaje się resztę soli i kontynuuje bębnowanie pod 90% próżnią przez dalsze 5 godzin przy 10 obr./min w temperaturze 3-5°C. Po zakończeniu procesu bębnowania produkt wytłacza się do sterylnej

PL 203 076 B1 osłonki szczelnej dla wilgoci. Szynki przenosi się do komory do gotowania i utrzymuje się aż rdzeń uzyska temperaturę 68°C. Szynki następnie chłodzi się wodą i przechowuje w chłodni przez przynajmniej 18 godzin. Utrata masy podczas gotowania wynosi 0%.

Claims (10)

1. Zastosowanie karboksymetylocelulozy (CMC) w przetworzonych produktach mię snych, znamienne tym, że CMC charakteryzuje się tworzeniem żelu w 25°C po rozpuszczaniu przy dużych siłach ścinania w wodnym roztworze chlorku sodu o stężeniu 0,3% wagowego, a końcowa zawartość CMC w wodnym roztworze chlorku sodu dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) >4000 wynosi 1% wagowy, dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) >3000 - 4000 wynosi 1,5% wagowych, dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) 1500 - 3000 wynosi 2% wagowe i dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) <1500 wynosi 4% wagowe, przy czym żel jest płynem wykazującym składową rzeczywistą modułu zespolonego ścinania (G') przewyższającą moduł stratności postaciowej (G) w całym zakresie częstotliwości 0,01-10 Hz, jak zmierzone na reometrze oscylacyjnym pracującym przy naprężeniu 0,2 w trybie oscylacyjnym z układem stożek 4°- pł yta w temperaturze 25°C.

2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e CMC ma lepkość Brookfield'a mierzoną po rozpuszczeniu przy dużych siłach ścinania w wodnym roztworze chlorku sodu o stężeniu 0,3% wagowych wynoszącą więcej niż 9000 mPas, a końcowa zawartość CMC w wodnym roztworze chlorku sodu dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) > 4000 wynosi 1% wagowy, dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) >3000 - 4000 wynosi 1,5% wagowych, dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) 1500 - 3000 wynosi 2% wagowe i dla CMC o stopniu polimeryzacji (DP) <1500 wynosi 4% wagowe.

3. Zastosowanie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ż e CMC ma stopień polimeryzacji wynoszący 1500 lub więcej.

4. Zastosowanie wedł ug zastrz. 3, znamienne tym, ż e CMC wytworzona jest z lintersu celulozowego.

5. Zastosowanie według zastrz. 1-4, znamienne tym, że CMC ma stopień podstawienia (DS) wynoszący 0,5 do 1,2.

6. Zastosowanie wedł ug zastrz. 1-5, znamienne tym, ż e przetworzony produkt mię sny jest emulgowanym produktem mięsnym, siekanym produktem mięsnym, karmą dla zwierząt domowych lub szynką.

7. Zastosowanie według zastrz. 6, znamienne tym, że przetworzony produkt mięsny jest emulgowanym produktem mięsnym.

8. Zastosowanie wedł ug dowolnego z zastrz. 1-7, znamienne tym, ż e przetworzony produkt mięsny zawiera wołowinę, wieprzowinę, ryby lub drób.

9. Zastosowanie wedł ug zastrz. 1-5, znamienne tym, ż e CMC stosuje się w połączeniu z karagenem, białkiem kolagenowym, konjakiem lub skrobią.

10. Zastosowanie według zastrz. 1-9, znamienne tym, że CMC stosuje się w ilości 0,05 do 0,5% wagowego, w stosunku do całkowitej masy przetworzonego produktu mięsnego.