Технология, экология и оценка качества копченых продуктов

О. Я. Мезенова, И. Н. Ким
Технология, экология и оценка
качества копченых продуктов
Учебное пособие
Рекомендовано Учебно-методическим объединением по
образованию в области технологии сырья и продуктов
животного происхождения для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям
271500 «Пищевая биотехнология»,
271000 «Технология рыбы и рыбных продуктов»,
270900 «Технология мяса и мясных продуктов»
260501 «Технология продуктов общественного питания»
2011
УДК 664.951.3
ББК 36
Рецензенты:
Жаринов А. И. — доктор технических наук, профессор, заведующий
кафедрой пищевой химии и биотехнологии Московского государственного
университета прикладной биотехнологии;
Касьянов Г. И. — доктор технических наук, профессор, заведующий
кафедрой технологии мясных и рыбных продуктов Кубанского государственного технологического университета, заслуженный изобретатель РФ,
заслуженный работник высшей школы РФ.
М 44
Мезенова О. Я.
Технология, экология и оценка качества копченых продуктов: Учебное пособие / Мезенова О. Я., Ким И. Н. — СПб.: ГИОРД, 2011. — 488 с.: ил.
ISBN 978-5-98879-062-4
В настоящем пособии рассмотрены современное состояние и перспективные
направления развития копчения. Даны основные способы копчения пищевых продуктов, физические и химические аспекты получения и применения коптильных
сред, механизм формирования основных свойств копченой продукции. Приведены
характеристика и способы получения бездымных коптильных композиций, описаны преимущества и современные технологии их применения в пищевой промышленности, приведены примеры получения и использования обогащенных
жидких коптильных сред. Описаны экологические проблемы копчения и методы
их профилактики.
УДК 664.951.3
ББК 36
ISBN 978-5-98879-062-4
© Мезенова О. Я., Ким И. Н., 2009
© ООО «Издательство “ГИОРД”», 2009
Введение
Копчение — традиционный способ обработки пищевого сырья
(преимущественно, мясного и рыбного) продуктами неполного сгорания древесины, находящимися в состоянии дыма, или бездымной
коптильной средой (коптильной жидкостью, гелем, солями и т. д.).
Данный способ обработки положительно зарекомендовал себя с древних времен как метод, позволяющий получать продукцию со специфическими цветом, ароматом и вкусом, при этом предотвращаются ее
микробная порча и окислительное прогоркание жиров.
В настоящее время копчение используется как способ консервирования, позволяющий получать широкий ассортимент копченой продукции (горячего, холодного, полугорячего копчения, варено-копченую, полукопченую, ароматизированную и т. д.), а также в технологии
полуфабрикатов, направляемых на производство пресервов, консервов, кулинарных изделий (супов, салатов, маринадов и т. д.).
Для копчения пригодны практически все виды мясного и рыбного сырья. При выработке продукции горячего копчения пригодны
многие виды рыбы и мяса, а в технологии холодного копчения (сырокопчении) предпочтительнее жирное сырье, обладающее активным
комплексом собственных ферментов. Следует иметь в виду, что современные пищевые технологии позволяют компенсировать природные недостатки сырья введением различных пищевых добавок (липидов, ферментных препаратов, красителей, усилителей вкуса и т. д.),
что дает возможность, варьируя параметры и режимы обработки, получать широкий ассортимент привлекательной продукции с признаками копченостей.
Новые технологии копчения, прежде всего бездымные, расширяют возможности применения копчения в пищевой промышленности. Коптильные компоненты сегодня используются в сыроделии (определенный ассортимент плавленых сыров), хлебопечении
(хлебцы, булочки, сухарики), приготовлении сушено-ароматизированных овощей и фруктов, при выработке некоторых видов виски
и других алкогольных напитков, а также в других отраслях.
В настоящее время копчение как способ консервирования пищевых продуктов практически не изменило свою сущность. Сущест5
Технология, экология и оценка качества копченых продуктов
венно усовершенствованы лишь технические приемы, чему способствовали результаты научных достижений последних лет.
Изучение теоретических аспектов копчения, начатое в конце
XIX века, явилось основой для современных направлений его развития. Последние сегодня можно разделить на две группы: 1) традиционное копчение, т. е. с применением коптильного дыма, полученного в условиях регулируемого пиролиза и подвергнутого очистке;
2) бездымное копчение, т. е. путем обработки различными коптильными средами (жидкими, порошкообразными, в виде эмульсий, гелей, на твердых носителях и т. д.).
Эти направления, развиваясь взаимосвязанно, обеспечили существенное совершенствование приемов, техники и методов контроля в
копчении, решение ряда экологических вопросов. Однако многие
проблемы в копчении (например, управления процессами получения
и применения коптильной среды) остаются пока не решенными до
конца.
Так, при решении задач управления формированием качества готовой продукции необходимо учитывать совокупность факторов:
коптильной среды, обрабатываемого сырья, а также их взаимодействие при обработке (собственно копчении) и созревании (хранении).
Именно их комплексное воздействие обеспечивает образование заданных признаков качества готовой продукции. Расшифровка таких
механизмов необходима для решения проблемы управления, а также
использования полученных данных в практике, например при модификации состава коптильных сред, расширении ассортимента копченой продукции, совершенствовании способов ее получения, повышении эффективности производства и т. д.
Требуют некоторого упорядочивания и новые данные в теории
копчения. Продолжается идентификация новых химических компонентов, уточняются механизмы формирования основных эффектов
копчения, устанавливаются особенности закономерностей и зависимостей на отдельных этапах технологического процесса.
Совершенствование теории и практики копчения особенно актуально в технологии рыбы и морепродуктов, где сырье имеет ряд природных специфических особенностей: широкую вариабельность химического состава, высокое содержание биологически активных
веществ, активную ферментную систему, легкую окисляемость липидов и т. д. При копчении такого сырья существенное значение имеет
дифференцированный подход, учитывающий специфику гидробионтов и технологии, а также факторы коптильной среды и процесса.
6
Введение
Важной проблемой в копчении остается также повышение пищевой ценности готовой продукции. Известно, что коптильные среды
богаты веществами-антиоксидантами и консервантами, которые эффективно защищают липиды от прогоркания, а ткани — от микробной порчи. В то же время некоторые биологически активные вещества
продукции (аминокислоты, витамины) разрушаются под действием
коптильных компонентов. Следует также учитывать, что непосредственно в коптильных средах полезные натуральные вещества практически отсутствуют, разрушаясь при высоких температурах пиролиза
древесины. Эффективным способом повышения биологической ценности копченостей является обогащение коптильных сред и продуктов натуральными растительными компонентами, например путем
приготовления и применения на различных этапах технологии фитокоптильных композиций, спиртовых настоев, бальзамов и т. д.
Не решенной до конца проблемой в копчении является обеспечение экологической безопасности, поскольку даже самые совершенные
способы очистки коптильных сред и окружающей среды оставляют
вероятность бласто-, канцеро- и мутагенеза организма, контактирующего с повреждающими факторами процесса.
Совершенствование дымового копчения связано с улучшением процессов дымообразования и обработки продукта очищенным дымом.
В этой области достигнуты определенные успехи. Современные дымогенераторы позволяют осуществлять регулируемый пиролиз древесины, в коптильных установках нового типа программно задаются
основные параметры — температура, влажность и скорость движения
дыма. Коптильные механизмы и аппараты мобильны в объемах, универсальны в режимах, снабжены системами климатизации и очистки
дыма, комплектуются устройствами санитарной обработки, удобны
в обслуживании, безопасны в эксплуатации, привлекательны в дизайне. Однако их применение все-таки не позволяет говорить о полном управлении процессом и его экологической безупречности.
Активное развитие бездымного копчения в последние годы связано
с разработкой и применением современных бездымных коптильных
сред, которые существенно отличаются по качеству от своих первых
аналогов. C 90-х годов ХХ века в Европе регулярно собираются международные научные форумы, посвященные бездымному копчению.
Согласно их решениям, этот способ является единственным, гарантирующим безопасность копченостей по содержанию канцерогенных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), вредных
для здоровья человека. Бездымным коптильным средам присущи специфические красящие, вкусоароматизирующие, антиокислительные
7
Технология, экология и оценка качества копченых продуктов
и антисептические свойства, аналогичные коптильному дыму. В отличие от дымовой обработки, названные эффекты регулируются через задаваемый состав коптильных сред и управление способом их
применения с учетом свойств сырья. Полученные данные позволяют
говорить о высоких потенциальных возможностях бездымного копчения в решении назревших проблем, расширении области его применения.
В настоящее время бесспорными являются следующие преимущества бездымного копчения: упрощение технологии, ликвидация
дымогенераторов, повышенный уровень механизации и автоматизации, снижение вредной нагрузки на окружающую среду и др., что
способствует повышению эффективности производства в целом.
В разных странах бездымное копчение широко используется для
придания разнообразным продуктам специфических свойств. Например, в США сегодня более 70% всех копченых изделий выпускается
бездымным способом, причем и в нетрадиционных сферах — хлебопечении, производстве десертных продуктов и т. д. Для этого создаются новые коптильные композиции, обладающие рядом новых функциональных свойств.
Совершенствование технологии и методов копчения тесно связано с применением современных методов оценки качества продукции и процесса, позволяющих объективно анализировать не только
ряд физических показателей, но и незаменимые органолептические
характеристики. С этой целью в пособии освещены методы определения как общепринятых показателей качества, так и относительно
новых, используемых преимущественно в научных исследованиях, —
сенсорной балловой оценки продукции, степени прокопченности,
цвета, биохимических характеристик, содержания бенз(а)пирена
(бензпирена либо бензапирена) и нитрозаминов и др. Уделено внимание и стандартной оценке качества копченых продуктов, являющейся
основополагающей при сертификации копченых продуктов, а также
определению пищевой ценности.
Вопросами совершенствования копчения и методов анализа в разное время занимались многие отечественные и зарубежные авторы:
Гончаров А. М., Горбатов В. М., Гроховский В. А., Ершов А. М., Жаринов А. И., Ильичев А. Ф., Касьянов Г. И., Ким Г. Н., Ким И. Н., Ким Э. Н.
Крылова Н. Н., Курко В. И., Лапшин И. И., Макарова Н. А., Слуцкая Т. Н., Радакова Т. Н., Рогов И. А., Родина Т. Г., Шендерюк В. И.,
Bratzler L., Fidler W., Gundaszewski T., Hollenbeck C., Müller W., Potthast K., Ruiter A., Tilgner D., Toth L. и др. Опубликованные сведения
относятся в основном к отдельным аспектам копчения. В данной ра8
Введение
боте накопленные данные обобщены, систематизированы, изложены
с учетом взаимосвязи химических, технологических, экологических
и других аспектов копчения. Большое внимание уделено характеристике готовой продукции, методам контроля качества, а также экологическим проблемам.
Актуальными вопросами развития теории и практики копчения, направленными на повышение его функциональности, безотходности, безопасности, экологичности, санитарной безупречности
и управляемости, на сегодняшний день являются:
• совершенствование теории копчения с учетом современных
воззрений на оптимальное питание, принципы консервирования,
практические достижения;
• дальнейшая расшифровка механизма формирования основных
свойств копчености и создание принципиально новых практических
решений в копчении, базирующихся на дифференцированной технологии продукции с заданным уровнем качества;
• расширение ассортимента копченых изделий путем применения коптильных ингредиентов в различных технологиях пищевых
производств, включая нетрадиционные;
• совершенствование техники дымового и бездымного копчения
с учетом передовых технологических и аппаратурных решений;
• разработка новых высокофункциональных и биологически ценных коптильных композиций с учетом заданного ключевого эффекта в
копченом продукте (вкусоароматического, облагораживающе-компенсирующего, цветокорректирующего, антисептического, антиокислительного и т. д.);
• разработка рекомендаций по применению коптильных сред
с заданными свойствами для определенных групп пищевых продуктов и отдельных изделий (рыбы и мяса различных способов копчения,
колбас, консервов, пресервов, кулинарии и т. д.);
• обоснование путей повышения пищевой ценности копченых
изделий, сохранения природных достоинств сырья и обогащения
биологически ценными веществами;
• регулирование биохимических превращений в обрабатываемом
сырье, снижение негативных последствий биогенных процессов;
• дальнейшее изучение влияния коптильных компонентов на человека и объекты внешней среды, всесторонняя оценка экологической ситуации в коптильном производстве и выработка эффективных
методов профилактики;
• совершенствование аналитической и методической базы в копчении, повышение достоверности контроля продукции и процесса,
9
Технология, экология и оценка качества копченых продуктов
разработка современных инструментальных методов оценки ключевых показателей качества копченой продукции — аромата, вкуса,
цвета, консистенции, пищевой ценности, безопасности и т. д., а также
соответствующего нормативного обеспечения.
Учебное пособие предназначено для студентов вузов и колледжей, обучающихся по направлению 260100.62 — Технология продуктов питания; специальностям 240902.65 — Пищевая биотехнология,
260602.65 — Пищевая инженерия, 260302.65 и 260302.51 — Технология
рыбы и рыбных продуктов, 260402.65 и 260402.51 — Технология мяса и
мясных продуктов, а также специалистов и научных сотрудников, занимающихся производством и совершенствованием технологии, техники и методов оценки качества копченых пищевых продуктов.
Авторы выражают признательность за внимательное прочтение
и ценные советы рецензентам данной книги: зав. кафедрой пищевой
химии и биотехнологии Московского государственного университета
прикладной биотехнологии д. т. н., профессору Жаринову А. И.; зав.
кафедрой технологии мясных и рыбных продуктов Кубанского государственного технологического университета заслуженному изобретателю РФ, д. т. н., профессору Касьянову Г. И.; д. т. н., профессору
ТИНРО-центра Слуцкой Т. Н.
ГЛАВА 1
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ
И ПРАКТИКИ КОПЧЕНИЯ
1.1. История и методология развития копчения
Копчение, или обработка предварительно посоленных продуктов
органическими веществами, образующимися при неполном сгорании
древесины и присутствующими в форме дымовоздушной или бездымной среды, используется человечеством с незапамятных времен. Считается, что со времен открытия огня люди ведут обработку в его дыму
и пламени мяса животных и рыбы, добиваясь характерных свойств
продукции. Еще кочевые племена успешно использовали копчение
как эффективный прием защиты пищи от порчи.
В древних раскопках Средней Азии и Европы были найдены записи, содержащие элементы технологии копчения пищевой продукции. Например, профессиональный интерес представляют сведения о
рациональности длительного предварительного посола мяса, которое
затем необходимо выдерживать определенное время в дыму костра с
последующим помещением в хорошо проветриваемых местах. При
этом упоминается, что без сушки копченое мясо быстро загнивает.
На протяжении многих веков копчение мало изменило свою сущность. И сегодня копчением называют совокупность технологических
приемов, включающих посол, термическую обработку, обезвоживание продовольственного сырья, что в итоге позволяет сформировать
специфические характерные признаки копченого продукта (цвет, аромат, вкус, консистенцию, а при холодном копчении — устойчивость
в хранении). Существенно, особенно в последнем столетии, усовершенствовалась лишь техника копчения, пройдя путь от примитивных
коптилен и курилен до современных автоматизированных устройств с
микропроцессорным управлением. Также в настоящее время интенсивно развивается альтернативное традиционному так называемое
бездымное копчение, в котором за счет применения бездымных коптильных сред частично изменены элементы технологии. Новым в сегодняшнем копчении является глубокая разделка сырья, широкое использование вкусоароматических и биологически активных добавок,
поликомпонентных композиций коптильных сред, современных типов упаковки и т. д.
11
Технология, экология и оценка качества копченых продуктов
Расширился и спектр направляемого на копчение сырья. Если ранее обрабатывалось лишь исключительно мясное и рыбное сырье, то
сегодня копчение широко применяется в сыроделии, кулинарии, технологии комбинированных продуктов — рыбо-мясных, рыбо-растительных, мясо-растительных, аналогов мясо- и морепродуктов, фруктов, овощей и т. д.
Родоначальником отечественного промышленного коптильного
производства считается Новгород [19]. С XIII–XIV веков местные жители регулярно закапчивали вылавливаемую в Онежском озере рыбу,
успешно торгуя ею с соседними районами. В XVI–XVII веках в Архангельске были построены первые коптильные заводы, в которых в
основном холодным способом обрабатывали семгу. Последняя считалась основным экспортным сырьем в торговле с Голландией и другими
странами Европы. В XIX веке копчение начинает широко входить в
практику рыбо- и мясоперерабатывающих производств, расширяется
ассортимент копченых изделий, в том числе за счет вовлечения новых
объектов (океанических и частиковых рыб).
ХХ век ознаменовался строительством в крупных городах страны
коптильных комплексов, включающих помимо коптильных цехов
также холодильные и посолочные отделения. Ассортимент копченой
продукции резко расширился за счет обработки океанического рыбного сырья, приготовления новых видов оригинальных копченостей
и колбас. К этому времени можно отнести формирование основ современной науки и методологии копчения.
В XХI веке характерными чертами развития теории и практики
копчения можно назвать его дифференцированное применение, экологизацию, существенное аппаратурное совершенствование и широкое применение бездымных коптильных сред [81–84].
Анализируя историю и методологию развития теории копчения пищевых продуктов, можно выделить следующие основные этапы ее
становления.
Конец XIX — начало XХ века считается периодом научного зарождения теории копчения. Данный этап можно соотнести с определением и изучением причин вредного воздействия дыма и копченостей
на здоровье людей. Именно в этот период специалисты заметили связь
между характерными заболеваниями у людей (аллергией, болезнями
органов дыхания и пищеварения, прежде всего онкологическими) и
их профессиями. У тех, кто по роду своей деятельности был постоянно связан с дымом, смолой и другими продуктами горения (трубочистов, коптильщиков, ремонтников крыш, дорог и т. д.), были установлены систематичность и выраженность данных заболеваний. Это
12