способ тепловой обработки мясных полуфабрикатов энергией ик-излучения

Формула изобретения

Способ тепловой обработки мясных полуфабрикатов, предусматривающий воздействие энергией ИК-излучения в установке камерного типа с двух сторон в двухстадийном переменном режиме, при этом на первой стадии плотностью ИК-излучения 2-5 кВт/м ² с длиной волны 2,04 мкм в течение 4-5 мин, на второй стадии плотностью ИК-излучения 6-10 кВт/м² с длиной волны 1,1 мкм до готовности продукта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству мясных изделий.

Известен способ тепловой обработки пищевых продуктов в микроволновой печи фирмы «Ferrete», при котором используется односторонняя подача инфракрасного излучения (далее ИК-излучения) [Микроволновая печь FW 700 DL 17-K4 FERETTE. Руководство по эксплуатации по микроволновой печи, 11 с.].

Недостатком указанного способа является медленный и неравномерный прогрев продукта, так как тепловую обработку ведут в режиме односторонней подачи энергии ИК- излучения, и предназначен для тонкослойных мясных изделий.

Известен способ тепловой обработки пищевых продуктов, в том числе мясных полуфабрикатов в микроволновой печи германской фирмы «Bork», при котором тепловую обработку ведут в комбинированном режиме с односторонней подачей энергии инфракрасного излучения [Микроволновая печь MW II MW 4320 ВК Инструкция по эксплуатации, 27 с.].

Этому способу присущи недостатки предыдущего аналога.

Наиболее близким аналогом является способ производства запеченных мясных изделий, включающий тепловую обработку инфракрасными лучами в две стадии и обработку воздушной средой, при этом на первой стадии обработка ведется инфракрасными лучами длиной волны 2-10 мкм, максимальная величина длины волны должна достигнуть 3,5-3,8 мкм, интенсивность теплового потока 6500-7000 Вт/м², на второй стадии длина волны составляет 0,76-3,5 мкм, максимальная величина длины волны должна достигнуть 1,04 мкм, интенсивность теплового потока 3600-4000 Вт/м², причем на первой стадии обработку осуществляют в течение 2-5 мин, на второй - 40-45 мин, а тепловую обработку воздушной средой проводят при 110-115°С в течении 15-20 мин, в промежутке между первой и второй стадиями воздействия на продукт инфракрасными лучами осуществляют выдержку в воздушной среде при 110-115°С в течение 5-8 мин [SU 533100 А1, «Способ производства запеченных мясных изделий», 25.06.1978].

Однако данный способ тепловой обработки предназначен для запекания крупнокусковых мясных изделий, так как в описании указаны размеры карбонада 300×70×90 мм требующей продолжительной тепловой обработки почти весь процесс тепловой обработки длится около 60 мин, тем более между двумя стадиями тепловая обработка осуществляется воздушной средой, либо на этой стадии подачу энергии прекращают и теплообмен между продуктом и средой осуществляется за счет нагретой конструкции, либо для поддержания температуры воздушной среды 110-115°С необходимы дополнительные источники тепла, что делает процесс тепловой обработки трудоемким.

Для изделий меньших размеров данный способ тепловой обработки неприемлем, так как воздействие инфракрасными лучами в данном режиме вызовет обугливание мясных полуфабрикатов.

Задача изобретения направлена на устранение указанных недостатков.

Поставленная задача решается предлагаемым способом тепловой обработки мясных полуфабрикатов, предусматривающим воздействие энергией ИК-излучения в установке камерного типа с двух сторон в двухстадийном переменном режиме, при этом на первой стадии плотностью ИК-излучения от 2-5 кВт/м ² с длиной волны 2,04 мкм в течение 4-5 мин, на второй стадии плотностью ИК-излучения 6-10 кВт/м² с длиной волны 1,1 мкм до готовности продукта.

Отличительными признаками предлагаемого способа от известного являются обработка продукта энергией ИК-излучения с двух сторон, проведение обработки в две стадии, перемена режимов на стадиях, режимы обработки, отсутствие обработки воздушной средой.

Тепловые процессы классифицируются: запекание, припускание, тушение, брезирование, жарка, варка, все они отличаются подводом тепла и физической природой процесса.

В заявленном изобретении мясные полуфабрикаты подвергают жарке до состояния кулинарной готовности, в прототипе использован процесс запекания. При запекании карбонада температура в центре продукта согласно технологии приготовления должна достигать 72-78°С, в процессе жарки мясных полуфабрикатов температура в центре изделия должна достигать более высоких температур 92-98°С.

В прототипе в качестве источников инфракрасных излучателей используются ТЭНы - темные излучатели, которые в сравнении со светлыми излучателями КГТ 220-1000, используемые в заявленном изобретении, медленнее нагреваются до рабочего состояния, до необходимой температуры.

В заявленном изобретении режим обработки воздушной средой отсутствует, способ предназначен для мясных полуфабрикатов массой 100, 80, 50 г, толщиной не более 2 см, общая продолжительность обоих стадий тепловой обработки мясных полуфабрикатов в зависимости от массы изделия составляет от 8 до 18 мин, перемена режима осуществляется в обратной последовательности, на первой стадии осуществляется воздействие энергии меньшей интенсивности потока, на второй стадии воздействие энергией большей плотности, подача энергии двухсторонняя, тогда как в прототипе способ применен для мясных кусков большой массы и размеров, подача энергии на первой стадии большая, на последующей воздействуют на продукт энергией меньшей интенсивности, что более свойственно для процесса запекания, очень медленное прогревание структуры мышечной ткани и подача энергии осуществляется с одной стороны.

Лучистая энергия, проникая вглубь изделия, ускоряет биохимические и тепломассообменные процессы, что приводит к сокращению времени тепловой обработки в 1,5-2 раза по сравнению с традиционными способами.

Известно, что наибольшее значение проницаемости мяса (также, как и для большинства пищевых продуктов аналогичного строения) наблюдается в области ИК-спектра от 0.3 до 1.2 мкм [Рогов И.А., Некрутман С. В. Сверхвысокочастотный и инфракрасный нагрев пищевых продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1976, - 210], поэтому на второй стадии подается лучистая энергия плотностью 6-10 кВт/м ² с длиной волны 1,1 мкм, и продукт доводится до состояния готовности к употреблению, при этом сокращается время тепловой обработки и улучшаются качественные показатели готовой продукции. Применение двухстадийного и двухстороннего переменного режима дает возможность интенсифицировать процесс приготовления мясных полуфабрикатов.

Для тепловой обработки мясных полуфабрикатов достаточно сначала подвода энергии инфракрасного излучения низкой плотности, затем для образования подрумянившейся корки, усиления распада аминокислот и образований новых соединений с сахарами панировочной муки, усиления реакции меланоидинообразования на поверхности обрабатываемого продукта осуществить подачу энергии более высокой плотности потока инфракрасного излучения.

В утвержденных ГОСТом «Сборниках рецептур блюд и кулинарных изделий» для предприятий общественного питания приводятся режимы тепловой обработки мясных полуфабрикатов, которые проводят в сковородах, затем в жарочных шкафах, процесс весьма трудоемкий и по времени очень продолжительный, приведенные режимы в сборниках рецептур далеки от оптимальных.

Разработанный способ тепловой обработки предлагается использовать в печи камерного типа, предназначенной для предприятий общественного питания и домашних условий.

Также авторам известно, что в литературном источнике книги Рогова И.А. «Электрофизические методы обработки пищевых продуктов, М.: ВО «Агропромиздат» описаны обработка продуктов ИК-излучением с двух сторон с различным расположением инфракрасных излучателей, что обеспечивает возможность приготовления продуктов различной толщины.

Разработанный способ тепловой обработки энергией инфракрасного излучения мясных изделий базируется на всех тех исследованиях, результаты которых приведены на с.231-233 в вышеуказанной монографии, авторы систематизируют накопленный опыт по данному вопросу и предложенный способ является результатом продолжения исследований в области применения инфракрасных излучений для термообработки мясных продуктов.

Режимы были разработаны на основе планированного эксперимента и разработки компьютерной системы моделирования и оптимизации процесса тепловой обработки мясных полуфабрикатов с использованием инфракрасного энергоподвода, была определена оптимальная толщина мясного полуфабриката, оптимальная плотность лучистого потока каждой стадии нагрева, при которых сокращается время тепловой обработки мясных полуфабрикатов массой 50-60 г в 1,5-2 раза, соответственно уменьшаются энергозатраты и сохраняются в максимальной степени биологическая ценность продукта: аминокислотный, жирнокислотный и витаминный состав, что актуально на сегодняшний день.

Пример 1. Предлагаемый способ осуществляется в экспериментальной инфракрасной печи со встроенными излучателями.

Мясной полуфабрикат помещают на сетчатый под, загружают в рабочую камеру между излучателями ИК-энергии, включают ИК-излучатели. Устанавливают с помощью регулятора мощности плотность излучения на первой стадии 3 кВт/м² с длиной волны 2.04 мкм в течение 4 мин, на второй стадии осуществляют подачу энергии плотностью потока 7 кВт/м с длиной волны 1,1 мкм и выдерживают до состояния готовности к употреблению, температуру в центре продукта замеряли термопарами, отключают излучатели, выгружают.

Процесс тепловой обработки при этом проходил умеренно, изделия прогревались интенсивно и равномерно.

Органолептическим путем по пятибалльной шкале оцениваем качество готовой продукции.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1.

Образец мясного полуфабриката помещают на сетчатый под или керамическую подставку (противень), загружают в рабочую камеру, затем подвергают воздействию энергии ИК-излучения, на первой стадии плотностью 2 кВт/м² в течение 3 мин, вторая стадия заключалась в подаче энергии плотностью лучистого потока 6 кВт/м ², процесс тепловой обработки был очень продолжительным и изделия прогревались очень медленно.

Органолептические показатели при этом были невысокие, наблюдались местами неравномерно прошедшие тепловую обработку, упругую консистенцию.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1.

Образец мясного полуфабриката помещают на сетчатый под или керамическую подставку (противень), загружают в рабочую камеру, затем подвергают воздействию энергии инфракрасного излучения плотностью лучистого потока на первой стадии 5 кВт/м² в течение 5 мин, на второй стадии плотность лучистого потока составляла 10 кВт/м ², процесс тепловой обработки проходил очень быстро и изделия прогревались интенсивно, внутренние слои оставались не доведенные до кулинарной готовности, т.е. были сыроватыми, а поверхностные слои обезвоживались и имели твердую консистенцию.

Полученные результаты представлены в таблице.

Таким образом, наилучшим вариантом с органолептической точки зрения были образцы, приготовленные в первом исполнении, и при данном режиме готовые изделия получались качественными, и затраты энергии были минимальны.

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА
№	Наименование показателя	Пример 1	Пример 2	Пример 3
1.	Внешний вид	Свойственный жареному мясу	Свойственный жареному мясу, местами наблюдается вид недожаренного мяса	Свойственный жареному мясу, местами наблюдаются очень обезвоженные участки куска мяса
2.	Цвет	Светло-коричневый, свойственный готовому жареному мясу	Неравномерный, местами оттенки сыроватого мяса	Неравномерный, местами оттенки подгорелого мяса
3.	Вкус	Свойственный жареному мясу	Свойственный жареному мясу, местами привкус сырого мяса	Свойственный жареному мясу, местами привкус прогорклостей
4.	Запах	Свойственный данному виду изделия	Свойственный данному виду изделия	Свойственный данному виду изделия
5.	Консистенция	Мягкая, свойственная хорошо прошедшему тепловую обработку мясу	Местами упругая, свойственная сырому мясу	Местами сухая, свойственная сильно обезвоженному куску мяса