香腸乳化過程的原理、影響因素及常見問題
專欄:技術(shù)交流
發(fā)布日期:2023-11-02
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作者:JZ
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乳化型香腸因口感好、味道佳、品種豐富等特點而深受人們的喜愛,它的加工工藝并不復(fù)雜,但在加工過程中常常因生產(chǎn)條件控制不嚴(yán)、操作不當(dāng)、特別是肉糜乳化不好或乳化肉糜穩(wěn)定性差而造成產(chǎn)品出油、結(jié)構(gòu)松散等問題。

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1、肉糜乳化的基本原理


乳化肉糜是由肌肉和結(jié)締組織纖維(或纖維片段)的基質(zhì)懸浮于包含有可溶性蛋白和其它可溶性肌肉組分的水介質(zhì)內(nèi)構(gòu)成的,分散相是固體或液體的脂肪球,連續(xù)相是內(nèi)部溶解(或懸浮)有鹽和蛋白質(zhì)的水溶液。

在這一系統(tǒng)中,充當(dāng)乳化劑的就是連續(xù)相中的鹽溶性蛋白,整個乳化物是屬于水包油型的,由于分散相脂肪球的直徑一般大于50μm故乳化肉糜并不是真正意義上的乳化物。含肌球蛋白較多的肌原纖維,肌球蛋白在加熱到58~68℃時就發(fā)生凝結(jié),富含膠原蛋白的結(jié)締組織,在加熱到68℃時會收縮到原來的1/3,若繼續(xù)加熱則形成明膠。膠原在斬拌時,會吸收大量的水分,但在后續(xù)的加熱過程中遇熱收縮,把水分?jǐn)D出。

肌原纖維蛋白的乳化性更好,是不溶于水和稀鹽溶液的,但可溶于較濃的鹽溶液中,故在乳化香腸加工中,斬拌時必須加鹽來幫助這些蛋白質(zhì)溶出,使其作為乳化劑把分散的脂肪顆粒完全包裹住,從而保持肉糜乳化物的穩(wěn)定。


2、影響肉糜乳化物的因素


影響肉糜乳化物形成和穩(wěn)定的因素有很多,包括乳化時的溫度、脂肪粒的大小、pH、可溶性蛋白質(zhì)的數(shù)量和類型、乳化物的粘度等。

1.乳化時的溫度

原料肉在斬拌或乳化過程中,由于斬拌機和乳化機內(nèi)的摩擦,產(chǎn)生了大量的熱量。適當(dāng)?shù)纳郎乜梢詭椭}溶性蛋白的溶出,加速腌制色的形成,增加肉糜的流動性。但是如果乳化時的溫度過高,一是會導(dǎo)致鹽溶性蛋白變性而失去乳化作用;二會降低乳化物的粘度,使分散相中比重較小的脂肪顆粒向肉糜乳化物表面移動,降低乳化物穩(wěn)定性;三會使脂肪顆粒融化而在斬拌和乳化時更容易變成體積更小的微粒,表面積急劇增加,以至于可溶性蛋白不能把其完全包裹,即脂肪不能被完全乳化,這樣香腸在隨后的熱加工過程,乳化結(jié)構(gòu)崩潰,造成產(chǎn)品出油。

斬碎瘦肉釋放鹽溶性蛋白最好是在低溫條件下,最佳的脂肪結(jié)合需在稍高溫度下進行。根據(jù)實際經(jīng)驗,折衷的辦法是斬拌的最終溫度在12-15℃之間。淀粉會加速斬拌機中肉餡溫度的上升,因此在大部分情況下,都必須把淀粉作為最后的原料加入,以避免超過適宜的最終溫度。

同樣重要的一點是所有原料都要達(dá)到一定的斬切度,如果肌肉組織和脂肪組織斬切得太碎導(dǎo)致結(jié)構(gòu)蛋白相對太少,即為“斬拌過度”。如果最初對瘦肉的斬拌時間或總的斬拌時間太短,從肌肉細(xì)胞中釋放出來的鹽溶性蛋白太少或脂肪未能均勻分布,就會造成“斬拌不足”現(xiàn)象。

2、水和脂肪

乳化型香腸(火腿)肉餡中蛋白質(zhì)膨脹和溶解過程的基料是水,要生產(chǎn)成功的香腸肉餡必須有足夠的水分。加水要分批進行,因為蛋白質(zhì)結(jié)合水分子(膨脹)的過程是一個逐漸和連續(xù)的過程。通常建議分三批加入,40%于肌肉與食鹽、磷酸鹽等腌制劑斬拌時加入,30%于脂肪斬切時加入,30%最終與淀粉等加入。

占肉餡30%左右的脂肪在穩(wěn)定肉餡體系方面起重要作用。脂肪分布于蛋白質(zhì)網(wǎng)膜中,能夠緩解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)因加熱變性導(dǎo)致的收縮,脂肪隨蛋白質(zhì)分布于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中,可防止產(chǎn)品老化,提高產(chǎn)品的鮮嫩程度,提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。

然而,當(dāng)脂肪含量太高時,所要求的蛋白網(wǎng)膜要強,而這往往辦不到,所以應(yīng)科學(xué)的配置脂肪在產(chǎn)品肉餡中的比例。在乳化過程中,要想形成好的乳化肉糜,原料肉中的脂肪必須被斬成適當(dāng)大小的顆粒,當(dāng)脂肪顆粒的體積變小時,其表面積就會增加,就要求有更多的鹽溶性蛋白質(zhì)來乳化。

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3、鹽溶性蛋白質(zhì)的數(shù)量和類型

在制作肉糜乳化物時,由于鹽可幫助瘦肉中鹽溶性蛋白的提取,因此應(yīng)在有鹽的條件下先把瘦肉進行斬拌,然后再把脂肪含量高的原料肉加入斬拌,提取出的鹽溶性蛋白越多,肉糜乳化物的穩(wěn)定性越好,而且肌球蛋白越多,乳化能力越大。提取蛋白質(zhì)的多少,直接與原料肉的pH有關(guān),pH高時提取的蛋白多,乳化物穩(wěn)定性好。

4、原料肉的狀態(tài)

尸僵前的熱鮮肉中能提出的鹽溶性蛋白質(zhì)(主要是肌原纖維蛋白)數(shù)量比尸僵后的多50%,而鹽溶性肌原纖維蛋白的乳化效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于肌漿蛋白,在原料肉重量相同的情況下,熱鮮肉可乳化更多的脂肪,但工廠完全使用熱鮮肉進行生產(chǎn)有一定的難度,如果工廠只能使用尸僵后的肉進行生產(chǎn),則應(yīng)在乳化之前將原料肉加冰、鹽、腌制劑進行斬拌,然后在0~4℃放置12h,這樣可使更多的蛋白被提出。

5、鹽濃度

肉餡中存在的鹽(食鹽、亞硝酸鹽、腌制劑中的磷酸鹽)的總濃度對肌動球蛋白和肌球蛋白的膨脹和溶解是非常重要的。肌動球蛋白不溶于水,只溶于鹽溶液,其溶解度隨鹽濃度上升而增大,直到鹽濃度達(dá)5%~6%(按瘦肉量計)時達(dá)到最大值。因此從工藝角度看,乳化型香腸(火腿)中的鹽應(yīng)在預(yù)腌時或斬拌最初階段加入瘦肉中。

6、pH值

動物屠宰時肉的pH值約為7.2,幾小時后即降到低于5.8,從而顯著影響肌動球蛋白的持水性。隨著pH值的降低,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)愈來愈排斥水分。肉的持水能力在pH5.0-5.2(肌動球蛋白的等電點)時最低,從技術(shù)上保險的角度講,應(yīng)該使用pH值5.7以上的肉來制作乳化型香腸(火腿),添加食鹽和磷酸鹽或含有磷酸鹽的腌制劑可稍稍提高pH值,因而改善保水能力。

7、原料肉的斬切

肌動蛋白和肌球蛋白是蘊含在肌肉細(xì)胞中的絲狀體。肌肉細(xì)胞被包在一層結(jié)締組織膜中,只要這層膜保持完整,肌動蛋白和肌球蛋白就只能結(jié)合細(xì)胞本身的水分,不能結(jié)合外加水。因此在斬切過程中必須打開細(xì)胞膜,才能使結(jié)構(gòu)蛋白的碎片游離出來吸收外加水并通過吸水膨脹形成蛋白質(zhì)凝膠膜,從而吸收包裹脂肪,并且在加熱時防止脂肪粒聚集和受熱融化出油。

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在最佳的食鹽和磷酸鹽濃度下,肌肉細(xì)胞的細(xì)胞膜打開的越多,從肌動球蛋白中釋放出來的鹽溶性蛋白也越多,鋒利的斬刀和對瘦肉進行“干斬切”是非常有效的?!案蓴厍小本褪窃跀匕璧拈_始階段將瘦肉與食鹽、磷酸鹽等腌制劑一起強力斬拌。將所有的肌肉細(xì)胞斬開,把游離出來的結(jié)構(gòu)蛋白再斬碎,在高鹽濃度下最大限度地釋放鹽溶性蛋白。

脂肪細(xì)胞中的脂肪被包在一層結(jié)締組織網(wǎng)絡(luò)即細(xì)胞膜中,完整的脂肪細(xì)胞對熱是穩(wěn)定的。在斬拌過程中細(xì)胞膜被打破,脂肪便游離出來,形成很小的脂肪?;蚯?,脂肪組織被斬切得愈細(xì),脂肪游離出來得愈多,在加熱時易聚集導(dǎo)致產(chǎn)品出油。要防止脂肪之間聚集就需要更多的蛋白質(zhì),在香腸配方中瘦肉少、脂肪多時,蛋白質(zhì)網(wǎng)膜無力吸收所有的游離脂肪。因此脂肪組織應(yīng)斬切到與肉餡均勻一致即可,不要斬得過度。


3、加工中常出現(xiàn)的問題及解決辦法


1、斬拌時溫度過高

為了防止在乳化過程中溫度過高而造成蛋白質(zhì)變性,就必須吸收掉產(chǎn)生的熱量。

方法之一是在斬拌過程中加冰,加冰的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于加冰水,因冰在融化成冰水時要吸收大量的熱,加冰除可吸熱外,還可使乳化物的流動性變好,從而利于隨后進行的灌裝。降低溫度的另外方法是在原料肉斬拌時加固體的二氧化碳(干冰)或在斬拌時加一部分凍肉。總之要保證在斬拌結(jié)束時肉糜的溫度不高于12℃。

2、斬拌過度

乳化結(jié)構(gòu)的崩潰主要是分散的脂肪顆粒又聚合成大的脂肪球而致。如果所有的脂肪球都完全被鹽溶性蛋白包裹,則聚合現(xiàn)象就很難發(fā)生,但斬拌過度時,溶出的蛋白質(zhì)不能把所有脂肪球完全包裹住,這些沒被包裹或包裹不嚴(yán)的脂肪球在加熱過程中就會融化,而融化后的脂肪更容易聚合,造成成品香腸腸體油膩甚至在腸體頂端形成一脂肪包,如果發(fā)生這種情況,就要對斬拌工藝和參數(shù)進行調(diào)整。

3、瘦肉量少、鹽溶性蛋白提取不足

瘦肉量少主要指原料肉中肌球蛋白和膠原蛋白的組成不平衡,或是原料中瘦肉的含量太低。被肌球蛋白和膠原蛋白包裹住的脂肪球大小一樣,然而在加熱過程中,膠原遇熱收縮,進一步加熱則生成明膠液滴,從脂肪球表面流走,使脂肪球裸露,這樣最終的成品香腸頂端會形成一脂肪包,而底部則形成一膠凍塊,生產(chǎn)中如果出現(xiàn)這種情況,就需要對原料肉的組成進行必要的調(diào)整,增加瘦肉含量,并應(yīng)在斬拌時適當(dāng)添加一些復(fù)合磷酸鹽以提高肉的pH,幫助鹽溶性蛋白的提取,同時還可適當(dāng)添加一些食品級非肉蛋白,如組織蛋白、血清蛋白、大豆分離蛋白等以幫助提高肉的乳化效果。

4、加熱過快或蒸煮溫度過高

即使原料肉的組成合理,前段加工過程處理得當(dāng),如果加熱過快或溫度過高,也會產(chǎn)生脂肪分離現(xiàn)象。在快速加熱過程中,脂肪球表面的蛋白質(zhì)凝固并包裹住脂肪球,繼續(xù)加熱脂肪球受熱膨脹,而包裹在其表面的蛋白膜則有收縮的趨勢,這一過程繼續(xù)下去,則凝固的蛋白質(zhì)膜被撐破,內(nèi)部的脂肪流出。法蘭克福腸生產(chǎn)中遇到這種情況時,會使腸體表面稍顯油膩,并在煙熏棒上產(chǎn)生油斑,這種情況雖不如斬拌過度或瘦肉不足造成的問題嚴(yán)重,但也應(yīng)對煙熏和蒸煮的參數(shù)進行適當(dāng)調(diào)整。

5、乳化物放置時間過長

乳化好的肉糜應(yīng)盡快灌裝,因為乳化物的穩(wěn)定時間大約是幾小時,時間過長,則乳化好的肉糜結(jié)構(gòu)崩潰,在隨后的加熱過程中出現(xiàn)出油等現(xiàn)象。

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