Technologia

Technologia
mrożonych przetworów rybnych
Prof. dr hab. Edward Kołakowski
Katedra Technologii Żywności
Prof. dr hab. Ludmiła Stodolnik
Zakład Chłodnictwa
Dr inż. Zdzisław Domiszewski
Katedra Towaroznawstwa i Oceny Jakości
Wydział Nauk o Żywności i Rybactwa
Akademia Rolnicza w Szczecinie
Spis treści
Wstęp ...................�
5
1. Podstawy technologii mrożonych przetworów rybnych
- prof. dr hab. Edward Kołakowski .................................................................................................. 7
1.1. Definicja i podział .................................................................................................................... 7
1.2. Dzwonka ...�
8
1.3. Filety .........�
8
1.4. Kostki ........�
10
1.4.1. Kostki cięte z mrożonych bloków filetów rybnych ..................................................... 10
1.4.1.1. Masa kostek ................................................................................................................ 10
1.4.1.2. Przygotowanie mrożonych bloków filetów rybnych
przeznaczonych do cięcia ................................................................................................. 11
1.4.1.3. Kondycjonowanie mrożonych bloków przed ich cieciem
na porcje-„tempering” ..................................................................................................... 11
1.4.1.4. Cięcie mrożonych bloków filetów rybnych ............................................................ 12
1.4.1.5. Panierowanie .............................................................................................................. 14
1.4.1.6. Obsmażanie ................................................................................................................ 17
1.4.1.7. Pakowanie i trwałość ................................................................................................ 18
1.4.2. Kostki cięte z mrożonych bloków filetów rybnych
laminowanych innymi surowcami ..................................................................................... 18
1.4.3. Kostki cięte z mrożonych bloków farszów rybnych ................................................... 19
1.5. Porcje formowane farszów rybnych ..................................................................................... 20
1.5.1. Podział i charakterystyka ............................................................................................... 20
1.5.2. Surowce podstawowe i produkcja mechanicznie
odkostnionego mięsa rybnego ............................................................................................ 21
1.5.3. Sposoby polepszania właściwości fizycznych
rozdrobnionego mięsa ryb .................................................................................................. 21
1.5.4. Dodatki ............................................................................................................................. 22
1.5.4.1. Dodatki skrobiowe ................................................................................................... 22
1.5.4.2. Nieskrobiowe polisacharydy ................................................................................... 23
1.5.4.3. Dodatki białkowe ..................................................................................................... 24
1.5.4.4. Tłuszcz ....................................................................................................................... 25
3
1.5.4.5. Warzywa i owoce .............................................................................................................................. 25
1.5.5. Ważniejsze operacje technologiczne ............................................................................................... 25
1.5.5.1. Mieszanie ................�
25
1.5.5.2. Formowanie ..........�
26
1.5.5.3. Inne operacje ........�
26
1.6. Literatura uzupełniająca ..�
27
2. Zamrażalnicze utrwalanie żywności pochodzenia morskiego
– prof. dr hab. Ludmiła Stodolnik ........................................................................................................................... 27
2.1. Czynniki wpływające na czas zamrażania ........................................................................................... 29
2.2. Urządzenia do zamrażania owiewowego .............................................................................................. 30
2.3. Urządzenia zamrażalnicze typu kontaktowego ................................................................................. 31
2.4. Zamrażanie w skroplonych gazach .......................................................................................................... 32
2.4.1. Inne możliwości zastosowania ciekłego azotu i dwutlenku węgla .................................. 34
2.5. Zamrażanie w roztworach soli ................................................................................................................... 35
2.6. Zamrażanie bez krystalizacji ...................................................................................................................... 36
2.7. Dobór urządzeń zamrażalniczych ........................................................................................................... 36
3. Oznaczanie i zawartość polifosforanów w mrożonych filetach rybnych
- dr inż. Zdzisław Domiszewski ............................................................................................................................... 36
3.1. Status prawny stosowania polifosforanów ........................................................................................... 36
3.2. Wykaz dozwolonych dodatków ................................................................................................................. 37
3.3. Dopuszczalne dawki .........�
38
3.4. Metody oznaczania ............�
38
3.5. Polifosforany w praktyce przemysłowej ................................................................................................. 39
3.6. Literatura uzupełniająca .�
39
Notatki ............................................................................................................................................................................... 40
4
Wstęp
Niniejszy poradnik jest wynikiem pracy ekspertów z Akademii Rolniczej w Szczecinie, realizujących
projekt „Transfer wiedzy z zakresu innowacyjnych technik hodowli i technologii przetwórstwa ryb
z uczelni wyższej do sektora rybołówstwa”, finansowany w ramach Sektorowego Programu Operacyjnego
„Rybołówstwo i Przetwórstwo Ryb 2004-2006”.
Informacje w nim zawarte były prezentowane podczas szkolenia dla przetwórców ryb „Postępy
w technologii rybnych produktów mrożonych” (30.11.-01.12.2006 r.), organizowanego przez Akademię
Rolniczą w Szczecinie.
Celem projektu, oprócz szkoleń dla przetwórców ryb i hodowców ryb z zakresu technologii przetwórstwa
i technik chowu i hodowli ryb, jest również świadczenie bezpłatnych konsultacji i auditów technologicznych.
Mamy nadzieję, iż dzięki tym działaniom zarówno przetwórcy ryb jak również hodowcy będą mieli łatwiejszy dostęp do najnowszych informacji na temat procesów produkcyjnych i hodowli ryb oraz
nawiążą trwałą współpracę z naszą uczelnią, która jako jedyna szkoła wyższa w Polsce specjalizuje się
w technologii produktów rybnych.
5
6
1. Podstawy technologii mrożonych przetworów rybnych
- prof. dr hab. Edward Kołakowski
1.1. Definicja i podział
Mrożone przetwory rybne, zwane również „półprzetworami z ryb mrożonych”, a potocznie
„mrożonkami rybnymi” obejmują bardzo liczną grupę wyrobów, różniących się od siebie zarówno
stopniem rozdrobnienia mięsa jak również stopniem jego przetworzenia i przygotowania do spożycia.
Wspólną cechą mrożonych przetworów rybnych jest ich utrwalanie poprzez mrożenie, co najczęściej
wymaga zainstalowania urządzeń zamrażalniczych bezpośrednio w linii produkcyjnej, zwykle przed
etapem pakowania. Inną charakterystyczną cechą „mrożonek rybnych” jest występowanie mięsa rybnego w postaci surowej lub tylko częściowo poddanej obróbce cieplnej, co przemawia za stosowaniem
do ich wytwarzania ryb chudych o jasnym mięsie. Ryby tłuste mogą być wykorzystane do produkcji
mrożonek pod warunkiem stosowania pakowania próżniowego lub pakowania w modyfikowanej atmosferze albo wykorzystania przeciwutleniaczy lub dymu wędzarniczego jako czynnika hamującego
autooksydację lipidów.
W zależności od stopnia rozdrobnienia mięsa, mrożonki rybne można podzielić na:
→ dzwonka - z tusz pokrojonych poprzecznie w stosunku do kręgosłupa,
→ filety: indywidualnie mrożone (IQF), pakowane grupowo lub podwędzane,
→ kostki cięte z mrożonych bloków:
• filetów rybnych, np. mrożone filety rybne – kostka, pałeczki rybne;
• filetów rybnych laminowanych innymi surowcami żywnościowymi;
• rozdrobnionego mięsa, np. paluszki rybne, krokiety rybne, steki rybne,
→ porcje formowane lub wytłaczane z grubo rozdrobnionego mięsa rybnego
(najczęściej mięsa mechanicznie odkostnionego - MOMR), np. burgery rybne,
frykadele.
W zależności od sposobu utrwalenia lub przetworzenia mięsa można wyróżnić przetwory:
→ glazurowane,
→ panierowane panierem suchym,
→ panierowane panierem ciekłym i suchym,
→ panierowane panierem ciekłym i suchym oraz obsmażane,
→ laminowane.
Najszybciej rozwijającymi się grupami mrożonych przetworów rybnych są kostki cięte z mrożonych
bloków filetów rybnych bez skóry (b/s) i bez ości (b/o) oraz filety indywidualnie mrożone. Popyt na
te wyroby stale wzrasta, głównie ze względu na walory żywieniowe ryb i łatwość przygotowania do
spożycia. Rozwój wyrobów formowanych z rozdrobnionego mięsa rybnego jest podyktowany przede
wszystkim potrzebą racjonalnego wykorzystania surowców rybnych, w tym ryb nie nadających się do
mechanicznego filetowania.
Do „mrożonek rybnych” nie zaliczono gotowych dań rybnych, które stanowią oddzielną grupę
produktów, również bardzo różnorodnych pod względem stopnia przetworzenia mięsa, chociaż najprostsze formy gotowych dań (np. filety w opakowaniach typu „boil-in-bag” z dodatkiem masła lub
przypraw, pałeczki rybne z dodatkiem sosu w oddzielnej torebce) bardzo są podobne do mrożonek.
Technologia wytwarzania mrożonych przetworów rybnych jest szczegółowo opisana w książce „Technologia mrożonych przetworów rybnych”, Wydawnictwo Morskie, Gdańsk, która pomimo że została
wydana w 1984 roku ciągle zachowuje swoją aktualność. Niniejszy referat stanowi uzupełnienie wiedzy
w tym zakresie o nowe elementy lub dokładniejsze omówienie najważniejszych etapów procesu technologicznego.
7
1.2. Dzwonka
Dzwonka otrzymywane są z tusz rybnych krajanych cięciem prostym, prostopadłym do kręgosłupa,
na odcinki o długości 4-6 cm. Pozostawienie kręgosłupa, ości i skóry gdzie występuje więcej tkanki
łącznej niż w mięsie, korzystnie wpływa na walory smakowe produktu. Ważny jest także duży uzysk
gotowego wyrobu (ok. 70%) co przy przetwarzaniu ryb szlachetnych ma znaczenie ekonomiczne. Krajanie tusz na dzwonka odbywa się przeważnie mechanicznie, za pomocą zespołu noży tarczowych o
regulowanym odstępie. Można do tego celu wykorzystać m.in. krajarkę Baader 383, która tnie tusze
ryb dorszowatych o długości 40-110 cm na dzwonka o długości 45-80 mm. Znane są również inne
urządzenia do dzwonkowania tusz rybnych. W procesie wytwarzania dzwonek, szczególną uwagę zwraca się na odpowiednie wykrwawienie odgłowionych i wypatroszonych ryb oraz dokładne usunięcie
łuski, płetw i ostrych wyrostków ościstych. Odkrwawienie podczas cięcia ryb wypatroszonych na dzwonka, okazuje się nie wystarczające nawet pomimo moczenia ryb w wodzie morskiej, ponieważ część
naczyń krwionośnych ulega zasklepieniu, co utrudnia odpływ krwi. Najlepiej odkrwawiają się ryby patroszone i odgłowione bezpośrednio po odłowieniu, pozostawione w pozycji ukośnej przez 0,5-1 godziny, a następnie płukane. Dzwonka są zazwyczaj pakowane próżniowo w woreczki z folii PA/PE, przed
lub po zamrożeniu i przechowywane zgodnie z zasadami obowiązującymi dla żywności mrożonej.
1.3. Filety
Określenie filety jest tu raczej umowne, ponieważ rzadko są to filety całe. Zazwyczaj są one pozbawiane płatów brzusznych, części przylegających do pasa barkowego i ogona, a często także wycinków
w celu usunięcia ości. Zasadniczy kształt i wymiar filetu pozostaje jednak zbliżony do naturalnego.
Można je podzielić na: indywidualnie zamrażane i zamrażane grupowo. Pod względem stosowanych zabiegów i operacji technologicznych wyróżnia się filety glazurowane, panierowane, w cieście
panierującym, podwędzane. Działanie wszystkich zabiegów, z wyjątkiem kąpieli fosforanowych i ewentualnie solankowania z podbarwianiem, ogranicza się do powierzchni filetu tak, że cały filet lub główna
jego część pozostaje w stanie surowym.
Filety indywidualnie zamrażane (IQF – individually quick frozen) – są wytwarzane najczęściej z ryb
o jasnym mięsie, z rodziny dorszowatych, flądrowatych i skorpenowatych. Wyroby najwyższej jakości
otrzymuje się z ryb świeżych. Często jednak do produkcji IQF używa się tusz mrożonych w blokach,
które przed obróbką wstępną poddaje się rozmrażaniu do temperatury powyżej 1oC. Proces rozmrażania
i powtórnego mrożenia powoduje jednak znaczne straty substancji smakowo-zapachowych, pogarsza
teksturę i wyraźnie obniża wodochłonność mięsa. Częściowo można temu zapobiec przez stosowanie
kąpieli fosforanowych. Np. moczenie filetów przez 5 min w 10% roztworze fosforanów praktycznie eliminuje ubytki masy a może prowadzić nawet do przyrostu masy (1-4%) w zależności od stopnia świeżości
surowca. Operacje filetowania i odskórzania powinny być w miarę możliwości prowadzone mechanicznie, tak aby otrzymać filety bardziej jednolite pod względem wyglądu i standardu masy. Do filetowania
ryb dorszowatych najczęściej są stosowane maszyny Baader 187, Baader 188, Baader 189, CUD – Arenco,
SFA-4 – Arenco. Są one przystosowane przede wszystkim do obróbki tusz pozbawionych pasa barkowego, odgławianych maszynowo cięciem prostym. Ryby płaskie są najczęściej filetowane ręcznie, chociaż
istnieje również możliwość użycia fileciarek Baader 176 i Baader 177. Do odskórzania filetów najczęściej
stosowane są urządzenia Baader 47, CUS – Arenco, FDS 104 i FDS4N-S - TRIO. Usuwanie ości wraz z
nasadą żeber zazwyczaj odbywa się ręcznie poprzez wykonanie tzw. cięcia „V”, chociaż maszyna SFA4 może być przystosowana również do produkcji filetów bez skóry i bez ości. Bardzo ważną operacją
technologiczną w procesie produkcji IQF jest zamrażanie. Może być ono prowadzone w urządzeniach
konwencjonalnych, lub specjalnie do tego celu dostosowanych, jak: zamrażarki walcowe (np, Atlas RotaFreze, duńskiej firmy A/S Atlas), tunele fluidyzacyjne typu double-flo, tunele owiewowe ze spiralnym
przenośnikiem i inne. Podczas zamrażania, jak również glazurowania, filety powinny być dokładnie
8
oddzielone od siebie aby nie dochodziło do ich zlepiania się. Sortowanie mrożonych filetów na grupy
wielkościowe jest niezbędne szczególnie podczas ich automatycznego dozowania i pakowania. Typowymi opakowaniami są torby (worki) przystosowane do wielokrotnego otwierania, pudełka kartonowe
z owinięciem filetów w przekładkę z folii, kartony wykładane pergaminem lub folią polietylenową z
przekładkami. Ostatnie z tych opakowań o pojemności 5-10 kg są przeznaczone głównie dla zakładów
żywienia zbiorowego.
Filety zamrażane grupowo – są to filety zamrażane po uprzednim zgrupowaniu w odpowiednie
porcje, najczęściej bezpośrednio w opakowaniach jednostkowych, którymi są pudełka kartonowe
zamykane od góry, o pojemności 170-400g. Podstawowym surowcem do produkcji filetów zamrażanych
grupowo są ryby chude z rodziny dorszowatych (dorsz, łupach, czarniak, miętus królewski) i płastugowate
(gładzica, sola). Są one dostarczane do zakładu w postaci patroszonej, w stanie świeżym lub mrożonym.
Po mechanicznym filetowaniu i odskórzeniu ryb (np. Baader 189 i Baader 47) otrzymane filety uszlachetnia się przez odcięcie płatów brzusznych, a często także poprzez solankowanie w 15% roztworze soli
kuchennej z dodatkiem tartrazyny (E 102) jako barwnika. Czas solankowania wynosi ok.
1 min. Filety śledzia (najczęściej ze skórą, podwójne) są przed zapakowaniem do pudełek moczone
przez 1-2 min w 0,5-2% roztworze kwasu askorbinowego. W Szwecji produkt taki jest znany pod nazwą
Strömming. Porcjowanie i pakowanie filetów jest jedną z najbardziej newralgicznych operacji w procesie
produkcji. Przy ręcznym sposobie, filety są odważane w opakowaniu co stanowi „wąskie” gardło w linii
produkcyjnej, a bardzo często także źródło wtórnych zakażeń. Dlatego w najnowszych zakładach przetwórczych operacja ta jest wykonywana przez urządzenia przystosowane do sortowania filetów według
masy na 3 do 12 ścieżek. Komputerowe sterowanie dozowaniem filetów pozwala obniżyć różnice w masie poszczególnych porcji do 0,75-2%. Do tej grupy można również zaliczyć filety pakowane warstwowo
z zastosowaniem przekładek z folii, umożliwiających łatwe oddzielenie pojedynczej warstwy filetów
(layer pack), jeżeli masa netto produktu nie przekracza 1500g.
Filety podwędzane – ich produkcja na skalę przemysłową rozwinęła się po raz pierwszy w Szkocji
w latach pięćdziesiątych. Surowcem do produkcji są zarówno ryby chude (dorsz, łupacz, czarniak), jak i
tłuste (śledź, makrela), dostarczane najczęściej w stanie mrożonym. Zasadniczy proces technologiczny
przewiduje filetowanie ryb, płukanie filetów, solankowanie i wędzenie na zimno. Solanka o stężeniu ok.
15% NaCl zawiera dodatek (ok. 0,05%) barwnika brąz FK (E 154). Czas solankowania wynosi ok. 1 min.
Maksymalna zawartość barwnika w filetach po solankowaniu nie powinna być wyższa niż 4 mg/kg. Po
solankowaniu i odcieknięciu, filety są układane na drucianych sitach (skórą do siatki) i wędzone na
zimno w gęstym dymie o temperaturze ok. 15oC przez 1-2,5 godzin. Podwędzane i obsuszone filety
są pakowane wraz z kawałkiem masła lub innego dodatku do torebek typu boil-in-bag, a następnie do
pudełek kartonowych i zamrażane. Trwałość podwędzanych filetów rybnych jest stosunkowo długa i
w przypadku śledzia wynosi ok. 3 miesiące w temperaturze –18oC i 1 miesiąc w temperaturze –12oC.
Przygotowanie produktu do spożycia polega na umieszczeniu torebki z zamrożonymi filetami we wrzącej
wodzie i gotowaniu przez ok. 12 min, licząc od chwili ponownego zagotowania się wody.
Filety panierowane – są wytwarzane z całych filetów świeżych lub mrożonych, które poddaje się
panierowaniu panierem suchym lub ciekłym i suchym, po czym zamraża i pakuje przeważnie w liniach
o działaniu ciągłym.
Filety w cieście panierującym – mogą być produkowane zarówno z ryb chudych jak i tłustych. Technologia tych przetworów jest podobna do filetów panierowanych z tym, że zamiast panieru ciekłego i
suchego stosuje się ciasto panierujące o wysokiej zdolności rozpulchniającej podczas obsmażania („tempura”). W konsekwencji filet zostaje otoczony grubą warstwą ciasta, działającą ochronnie i wyrównującą
powierzchnie produktu. Zawartość skrobi w cieście panierującym wynosi 40-50%, a lepkość dynamiczna – 30-50 tys. cP. Dla polepszenia szczelności ciasta można stosować specjalne powłoki ochronne, np.
poprzez glazurowanie produktu roztworem alginianu sodu, a następnie glukonianu wapnia.
9
1.4. Kostki
1.4.1. Kostki cięte z mrożonych bloków filetów rybnych
Schemat technologiczny produkcji kostek ciętych z mrożonych bloków filetów rybnych przedstawiono na Rys. 1.
Rys. 1. Schemat technologiczny produkcji kostek ciętych z mrożonych bloków filetów rybnych.
1.4.1.1. Masa kostek
Polskie normy przewidują, że masa kostki, ciętej z mrożonych bloków filetów rybnych bez ości, nie
powinna przekraczać 200g. W praktyce stosuje się kostki o masie 35-40 lub 75-80 g, które po panierowaniu uzyskują masę odpowiednio 50 lub 100 g. Według wymagań obowiązujących w USA, masa jednostkowa panierowanej porcji ciętej z mrożonych bloków filetów rybnych powinna wynosić nie mniej
niż 42,5 g, a jej grubość przynajmniej 9,5 mm.
Najczęściej stosowane wymiary pałeczek rybnych (fish sticks) bez panieru są następujące: długość
89 mm, szerokość 33 mm, wysokość 12,5 mm. Normy USA zakładają, że grubość panierowanej pałeczki
powinna wynosić powyżej 9,5 mm, a jej długość stanowić przynajmniej trzy szerokości.
10
1.4.1.2. Przygotowanie mrożonych bloków filetów rybnych przeznaczonych do cięcia
Technologiczna przydatność mrożonych bloków filetów rybnych przeznaczonych do porcjowania
metodą cięcia zależy od wielu czynników, jak: gatunek ryby, czas przetrzymywania ryby po wyłowieniu
w postaci całej przed obróbką wstępną, sposób i dokładność obróbki wstępnej, sposób i dokładność
ułożenia filetów w tacach, sposób i szybkość zamrożenia, czas przechowywania przed pobraniem do
cięcia.
Czynności odgławiania i patroszenia należy wykonać dokładnie i możliwie jak najszybciej po
odłowieniu ryby. Zwłoka w wykonaniu tych czynności, a także niedokładne usunięcie wnętrzności z
jamy ciała, skutkuje przenikaniem enzymów z narządów wewnętrznych do mięśni, głównie do mięśnia
brzusznego. Wzrost aktywności enzymów trawiennych, w tym także kolagenolitycznych, w mięsie powoduje niepożądane zmiany autolityczne. U ryb dorszowatych objawiają się one głównie osłabieniem
sprężystości tkanki płatów brzusznych pod błoną otrzewną i rozwarstwianiem się miomerów, a u
śledziowatych pękaniem brzuszków. Przypuszcza się, że oprócz katepsyn, znaczą rolę w osłabieniu
tekstury mięsa ryb odgrywają również kalpainy aktywowane jonami wapnia, uwalnianymi z siateczki
śródplazmatycznej w okresie pośmiertnym.
Ryby, niezwłocznie po odgłowieniu i wypatroszeniu na pokładzie jednostki łowczej, należy dokładnie
umyć pitną wodą, lub inną wodą czystą. Temperatura wody do mycia ryb powinna wynosić poniżej
10oC, a w przypadku ryb posiadających bardzo aktywne proteazy tkankowe (np. witlinek) poniżej 5oC.
Filety do produkcji mrożonych bloków rybnych, przeznaczonych do porcjowania metodą cięcia,
powinny być dokładnie odskórzone, pozbawione ości, płetw i różnego rodzaju wyrostków ościstych, dobrze odkrwawione, bez przebarwień. Bardzo ważną czynnością, jest dokładne i szczelne ułożenie filetów
oraz wypełnienie tac tak, aby wyeliminować kieszenie powietrzne i uzyskać możliwie gładkie i proste
krawędzie bloku. Zamrażanie filetów przeprowadza się zazwyczaj w poziomych szafach kontaktowych
przy odpowiednim nacisku płyt, pozwalającym uzyskać odpowiednią spoistość i gęstość bloku. W
większości urządzeń nacisk płyt na filety wynosi 0,2-0,25 barów, jednak dla bloków przeznaczonych do
dalszego cięcia na paluszki lub kostki zaleca się nacisk 0,5-0,7 barów.
Do niedopuszczalnych wad mrożonych filetów rybnych zalicza się występowanie:
→ filetów niewłaściwie oprawionych w ilości powyżej 5% (klasa I) i 15% (klasa II),
→ przekrwień i przebarwień w ilości ognisk powyżej 1 (klasa I) lub 3 (klasa II) o powierzchni odpowiednio: 5 i 3 cm3,
→ mazistej tekstury tkanki po rozmrożeniu,
→ mazistej, galaretowatej lub łykowatej tekstury mięsa po ugotowaniu,
→ innego (obcego) zapachu oprócz charakterystycznego lub intensywnego zapachu swoistego,
→ wysuszkę powierzchniową, dającą się zeskrobać paznokciem, w ilości powyżej 10% (klasa I)
i powyżej 20% (klasa II),
→ wysuszkę głęboką, trudną do zeskrobania, w ilości powyżej 5% (klasa I) i powyżej 10%
powierzchni (klasa II),
→ pasożytów szkodliwych dla ludzkiego zdrowia lub odrażających.
W filetach deklarowanych jako „bez ości” (b/o) szczególną uwagę zwraca się na występowanie ości
lub kości o długości powyżej 10 mm i średnicy powyżej 1 mm. Polska Norma PN-91/A-86755 dopuszcza
nie więcej niż 1 sztukę/kg w I klasie jakości i 4 sztuki/kg w klasie drugiej, zaś standard Codex Alimentarius (Stan 190-1995) – nie więcej niż 1 sztukę/kg, przy czym ości o długości 5 mm lub krótsze i średnicy
równej lub mniejszej od 2 mm nie zalicza się do wad niedopuszczalnych.
1.4.1.3. Kondycjonowanie mrożonych bloków przed ich cięciem na porcje („tempering”)
Głównym celem kondycjonowania mrożonych bloków jest podniesienie ich temperatury dla poprawienia sprawności urządzeń tnących i zmniejszenia zapotrzebowania na energię. Kondycjonowany
11
blok jest bardziej plastyczny, a przez to mniej podatny na kruszenie i ubytki masy podczas cięcia. Według
zaleceń UE temperatura kondycjonowanych bloków rybnych nie powinna być wyższa niż –9oC, a komora do kondycjonowania powinna mieć temperaturę przynajmniej –7oC. Ze względów jakościowych
należy jednak unikać zbyt dużej różnicy temperatury pomiędzy składowaniem zamrażalniczym
a kondycjonowaniem.
Po kondycjonowaniu bloki powinny być szybko kierowane do cięcia.
1.4.1.4. Cięcie mrożonych bloków filetów rybnych
Na rysunku 2 przedstawiono trzy najczęściej stosowane sposoby cięcia mrożonych bloków rybnych.
Rys. 2. Najczęściej stosowane sposoby cięcia mrożonych bloków filetów rybnych.
Pierwszy z nich (a) jest stosowany głównie przy blokach o niewielkich wymiarach i małej wysokości
(do 30 mm). Zestaw typowych urządzeń tnących składa się przeważnie z piły taśmowej i gilotyny.
Drugi sposób cięcia (b) jest stosowany głównie do bloków o większej wysokości (5-10 cm). Jest on
typowy dla zestawu automatycznych pił taśmowych z automatyczną piłą tarczową.
Zastosowanie odpowiedniego zestawu pił tarczowych pozwala ciąć mrożone bloki na listwy w jednym przesuwie (c). Warunkiem otrzymania dobrych efektów przy tym sposobie cięcia jest odpowiednia jakość noży tarczowych. Przede wszystkim powinny one być cienkie i sztywne oraz odporne na
ścieranie. Najlepiej do tego celu nadają się tarczowe noże zębate z wysokogatunkowej stali, zaopatrzone
w specjalne nakładki z węglika wolframu na ostrzu. Zaletami urządzeń tnących według sposobu (c) są:
możliwość uzyskania wysokiej przepustowości, duża przydatność do pracy w liniach o działaniu ciągłym
i niewielkie gabaryty. Wadą tego sposobu jest natomiast to, że bloki do porcjowania muszą mieć bardzo
dokładne wymiary (szerokość i wysokość), ściśle dostosowane do włazu krajarki.
Podczas cięcia mrożonych bloków powstają zawsze ubytki masy, które w optymalnych warunkach
12
nie przekraczają 7-8%, ale mogą osiągnąć nawet powyżej 20%. Składają się na nie odpady powstające
podczas wyrównywania powierzchni bloku oraz trociny.
Najbardziej uniwersalnymi urządzeniami do cięcia mrożonych bloków filetów są piły taśmowe. Mają
one wiele zalet, z których do najważniejszych należy możliwość podziału bloku na porcje o dowolnych
kształtach i wymiarach, duża dokładność wymiarów porcji, łatwość obsługi i regulacji urządzeń oraz
stosunkowo małe straty. Wielkość strat podczas cięcia zależy od staranności przygotowania mrożonego
bloku, wielkości porcji oraz parametrów technicznych urządzenia. W optymalnych warunkach, przy
cięciu bloku na porcje, ubytki te mogą wynosić 6-7%, a przy cięciu na pałeczki – 7-10% w stosunku do
masy bloku. Wielkość ubytków maleje w miarę zmniejszania się szerokości i grubości taśmy (Rys. 3 a,
b).
Rys. 3. Wpływ parametrów piły taśmowej na wielkość ubytków powstających podczas cięcia pałeczek
z mrożonych bloków filetów rybnych.
Jednak taśmy zbyt wąskie i cienkie nie gwarantują dostatecznej efektywności cięcia, głównie ze względu
na odkształcenie się pod wpływem nacisku bloku i niemożliwość zachowania jednakowych wymiarów
produktu. Ponadto taśmy takie są bardziej podatne na zrywanie. Zwiększenie liczby zębów w przeliczeniu na jednostkę długości taśmy również efektywnie zmniejsza wielkość strat podczas cięcia (rys. 3c).
Jednak piły o zbyt drobnych zębach zatykają się, gdyż mała przestrzeń pomiędzy zębami uniemożliwia
dostatecznie szybkie odprowadzanie trocin. Aby zwiększyć efektywność cięcia pił taśmowych o drobnych zębach, należy zastosować odpowiednie ich rozwarcie. „Idealna” piła taśmowa do cięcia mrożonych
bloków rybnych ma następujące parametry: szerokość 95 mm, grubość 0,51 mm, 24 zęby na długości
10 cm, wężykowate rozwarcie zębów, tak aby co czwarty ząb był maksymalnie wychylony w stosunku do
osi piły, a wartość rozwarcia zębów na obie strony nie przekraczała 0,18 mm. Zastosowanie takiej piły
pozwala zmniejszyć ubytki powstające podczas cięcia mrożonych bloków rybnych na pałeczki do ok.
6,5%.
W automatycznych piłach taśmowych obsługa ogranicza się do włączenia urządzenia i uzupełniania
mrożonych bloków w magazynku. Przykładem może być automatyczna piła model 600 (rys. 6.5) firmy
Marped Engineering Co. (USA).
Optymalny zestaw do cięcia mrożonych bloków na porcje składa się z automatycznej piły taśmowej
i automatycznej piły tarczowej.
Zastosowanie gilotyn do cięcia mrożonych bloków filetów rybnych pozwala prawie zupełnie
wyeliminować ubytki masy. Urządzenia te są jednak przystosowane głównie do cięcia listew na porcje
13
jednostkowe, podczas gdy wstępne cięcie mrożonego bloku jest wykonywane innymi urządzeniami.
1.4.1.5. Panierowanie
Panierowanie spełnia szereg funkcji technologicznych, z których do najważniejszych należy
zaliczyć:
→ zabezpieczenie białek przed bezpośrednim działaniem wysokiej temperatury podczas
obsmażania lub smażenia,
→ poprawa cech sensorycznych produktu, głównie jego barwy, smaku, zapachu i wyglądu (kształtu),
→ poprawa tekstury produktu,
→ zwiększenie odporności na urazy mechaniczne,
→ zabezpieczenie przed stratami wody,
→ zabezpieczenie przed dostępem powietrza,
→ przyrost masy produktu, akceptowalny pod względem żywieniowym i ekonomicznie opłacalny.
Paniery stosowane w przemyśle rybnym można podzielić na ciekłe (płynne) i stałe (suche). W grupie
panierów ciekłych można wyróżnić zawiesiny (emulsje) stosowane do wstępnego powlekania produktów przed ich obtoczeniem panierem suchym i ciasta panierujące, spełniające jednocześnie funkcję
panieru ciekłego i suchego. Klasyczny sposób przemysłowego panierowania składa się z dwóch etapów,
wykonywanych w sposób ciągły, w urządzeniach zwanych panierownicami. Powlekanie kostki panierem
ciekłym następuje podczas jej przesuwania się na siatkowym przenośniku. Od dołu kostka jest przez
chwilę częściowo zanurzana w panierze ciekłym a od góry polewana ciągłą kurtyną tego panieru tak, że
następuje pełne jej oblanie. Nadmiar panieru ciekłego jest usuwany za pomocą nadmuchu powietrza tak,
że na powierzchni kostki pozostaje cienka warstwa emulsji o wyrównanej grubości. Następnie produkt
przechodzi do sekcji panierowania suchego. Tu następuje obsypanie górnych i bocznych powierzchni
kostki panierem suchym a powierzchnia dolna kostki oblepia się panierem podczas dalszego jej przesuwu na przenośniku taśmowym, na którym spadający panier sypki tworzy luźną warstwę. Po przejściu
panierowanego produktu pod wałkami dociskowymi następuje wgniecenie panieru suchego w panier
ciekły i wygładzenie powierzchni. Nadmiar panieru suchego jest usuwany pod zespołem dmuchaw i
kanałów ssących, które kierują go z powrotem do głównego zasobnika.
Panier ciekły
Przygotowanie panieru ciekłego polega na dokładnym zmieszaniu komponentów recepturowych z
wodą tak by tworzyły one jednorodną emulsję.
Składniki węglowodanowe (np. mąka pszenna, kukurydziana, ryżowa, żytnia, mączka ziemniaczana, skrobie modyfikowane) służą głównie zapewnieniu odpowiedniej lepkości i przylepności panieru
ciekłego, a także spełniają funkcję izolatora pomiędzy białkiem mięsa rybnego a nagrzanym tłuszczem
podczas obsmażania lub smażenia. Białko nie toleruje wysokiej temperatury ponieważ już w 130oC
zaczyna się zwęglać, podczas gdy skrobia podlega w wysokiej temperaturze korzystnemu procesowi dekstrynacji. Dekstryny mączki ziemniaczanej wykazują najwyższą rozpuszczalność w temperaturze 180200oC, a mąki pszennej i kukurydzianej w temperaturze 190-200oC. Przy ogrzewaniu w wyższej temperaturze ilość rozpuszczalnych dekstryn maleje głównie z powodu ich międzycząsteczkowej kondensacji.
Optymalna zawartość wszystkich składników węglowodanowych w panierze ciekłym powinna wynosić
powyżej 30%. Podstawowy składnik (15-25%) stanowi mąka glutenowa (pszenna), ponieważ obecność
glutenu działa jako substancja kleikująca. Jednak barwa mąki pszennej zmienia się szybciej niż mąki
bezglutenowej podczas smażenia ponieważ białko ulega częściowemu zwęgleniu. Mączka ziemniaczana
wpływa klajstrująco, a mąka kukurydziana usztywniająco na krustę panieru. Dodatek mąki sojowej,
która zawiera ok. 6% tłuszczu powoduje wyraźną poprawę właściwości przyczepnych panieru ciekłego.
Izolat białka sojowego (Promina D), dodany w ilości 0,8-1,6% również znacznie poprawia przyczepność
14
panieru ciekłego do powierzchni mrożonych filetów, nie powodując przy tym pogorszenia cech smakowo-zapachowych produktu. Dodatek alginianu sodu lub gumy guarowej w ilości ok. 0,5% zwiększa
wyraźnie lepkość i stabilność emulsji panierującej, zabezpieczając równocześnie produkt przed nadmiernymi ubytkami masy (głównie wody) i obniżając absorbcję tłuszczu w czasie obsmażania i smażenia.
Składniki białkowe (np. mleko w proszku, proszek jajowy, białko jaja w proszku), występujące w
panierze płynnym, zapewniają kruście szczelność i spoistość. Ich nadmierna zawartość może jednak
prowadzić do wzdymania się krusty podczas smażenia. Optymalne stężenie składników białkowych w
panierze ciekłym wynosi 2-3%.
Jako składnik spulchniający stosowany jest proszek do pieczenia w ilości optymalnie 0,2-0,5%.
Ze składników smakowych, oprócz soli kuchennej (1,5-2%) najczęściej stosowany jest glutaminian
sodu (0,1-0,5%) i preparaty nukleotydów (np. Ribotide) w stężeniu ok. 0,002%.
Przyprawy naturalne powinny być stosowane w postaci wywaru lub esencji.
Z przypraw gorzkich zalecany jest pieprz naturalny a z aromatycznych majeranek.
Jako dodatki zwiększające wodochłonność panieru ciekłego można stosować następujące fosforany:
ortofosforan jednowapniowy (E 341(i), ortofosforan dwuwapniowy (E 341(ii) i fosforan sodowo-aluminiowy, zasadowy lub kwaśny (E 541), pojedynczo lub w kombinacji, w ilości do 10g/kg, w przeliczeniu
na P205.
Panier suchy
Panier suchy jest wytwarzany metodą „wypieku pieczywa” w formach do chleba, metodą rozpyłowowypiekową lub metodą aglomeracji.
Pierwsza z tych metod jest zaliczana do klasycznych i najszerzej stosowana. Typowy skład ciasta do
panieru suchego w dużym stopniu przypomina skład ciasta do chleba. Różnice dotyczą tylko obecności
barwnika i substancji smakowo-zapachowych, które obok składników podstawowych zawsze występują
w cieście panierowym, np.:
→ mąka pszenna (typ 650) – 100kg
→ drożdże piekarskie – 3kg
→ sól kuchenna - 1,8kg
→ kwas mlekowy spożywczy – 0,4kg
→ glutaminian sodu – 0,1kg
→ karoten w oleju – 0,5kg
→ papryka sproszkowana – 0,1kg
→ woda – 85kg.
Do barwienia panieru suchego, a także ciast panierujących dopuszcza się:
→ ß-karoten syntetyczny (E 160a(i), w ilości 100 mg/kg, pojedynczo lub w kombinacji
z ß–apo-karotenalem,
→ ß-apo-karotenal (E 160e) – 100 mg/kg, pojedynczo lub w kombinacji z ß-karotenem,
→ ekstrakty Annatto (E 160b) - 20 mg/kg w przeliczeniu na bixinę,
→ karmel I – w dowolnej ilości.
Mąka stosowana do produkcji panieru suchego nie musi zawierać dużo glutenu, ponieważ nadmierny rozrost ciasta nie jest pożądany. Dlatego obok mąki pszennej często stosuje się dodatek mąki kukurydzianej lub mączki ziemniaczanej.
Parametry technologiczne przygotowania i wypieku ciasta do panieru są inne niż przy przygotowaniu ciasta do chleba. Proces fermentacji i rozrostu ciasta, tak istotny w produkcji pieczywa, jest przy
panierze ograniczony do minimum i trwa do 10 min, zamiast 50 min. Wypiek ciasta chlebowego odbywa
się zwykle w temperaturze 200-220oC przez ok. 30 min, w celu wykształcenia skórki, a ciasta panierowego w temperaturze ok. 130oC przez 90-100 min. Po wypieku, bochenki przeznaczone do panieru,
15
poddaje się inkubacji przez 24 godziny w celu wystudzenia i pełnego związania wody przez skrobię
i gluten, a następnie kroi na kromki i suszy w piecu o temperaturze ok. 130oC przez ponad 80 min.
Wysuszone kromki (do wilgotności ok. 5%) są następnie mielone w młynku do rozdrabniania suszu
chlebowego, a otrzymany produkt jest przesiewany w celu uzyskania frakcji o odpowiedniej granulacji
cząstek. Końcowy panier składa się więc z różnych frakcji w zależności od przeznaczenia (tab. 1).
Tabela 1. Wyniki analizy sitowej bułki tartej (BT) i suchych panierów przemysłowych
(podkreślono trzy dominujące frakcje).
Automatyczne linie do produkcji panieru suchego metodą rozpyłowo-wypiekową oferuje włoska firma VOOM Impianti e Processi. Wszystkie operacje (mieszanie, fermentacja/rozrost, pieczenie, suszenie,
rozdrabnianie, przesiewanie) powiązane są w systemie pracy ciągłej i sterowane z jednego panelu. Mieszanie ciasta odbywa się w turbomieszarce. Zarówno podstawowe składniki ciasta (mąka, woda, sól,
drożdże), jak również pomocnicze (cukier, aromaty, barwniki itp.) są sukcesywnie podawane za pomocą
odpowiednich dozowników. Ciasto, które wychodzi z turbomieszarki jest układane na przenośnikach
taśmowych o ruchu ciągłym. Długość przenośników i czas przenoszenia ciasta są odpowiednio dopasowane do czasu fermentacji. Wyrośnięte ciasto jest podawane do urządzenia piekącego typu Turbo
Mixer. Ciasto jest rozpryskiwane siłą odśrodkową w postaci bardzo cienkiej warstwy po wewnętrznych
ściankach walca, ogrzewanego olejem dietermicznym, do temperatury 240oC. Czas przebywania ciasta
w turbomikserze jest ograniczony do kilku sekund, wystarczających jednak do dokonania procesu jednolitego wypieku. Temperatura wychodzącego wyrobu wynosi 90oC. Po wypieku, wyrób jest przenoszony
za pomocą przenośnika do turbo-suszarki. Urządzenie to pracuje podobnie jak turbo-mikser, z tym, że
dodatkowo jest wyposażone w system wentylacji i pochłaniania pary wodnej. Temperatura powietrza
w turbosuszarce wynosi 300oC. Na wyjściu z tego urządzenia, wyrób posiada już formę panieru lecz
o różnej granulacji. Dla polepszenia granulometrii panier przechodzi przez młyn walcowy, który rozdrabnia większe cząstki i następnie przez sito wibrujące, którego zadaniem jest selekcja poszczególnych
frakcji. Wytwarzany panier posiada następujące granulacje: 0,32–0,51, 0,51-0,80, 0,80-1,26, 1,26-1,55 i
1,55-2,00 mm. Frakcje znajdujące się poza wymaganymi granicami granulometrii, są ponownie wprowadzane do cyklu produkcyjnego.
Najważniejszą zaletą ciągłej metody produkcji panieru suchego jest jednolitość składu i stopnia wypieczenia ciasta, co się bezpośrednio przekłada na właściwości panieru: równomierną barwę, jednakowe właściwości reologiczne, lepszą jakość pod względem organoleptycznym i mikrobiologicznym.
Wilgotność panieru nie przekracza 6%.
Otrzymywanie suchego panieru metodą aglomeracji, w złożu fluidalnym, jest prowadzone w
16
urządzeniach zwanych aglomeratorami i polega na nanoszeniu na podstawowy składnik, jakim jest
mąka lub kaszka pszenna, innych komponentów w formie roztworu lub jednolitej mieszaniny. Produkcja panieru aglomerowanego jest mniej skomplikowana od otrzymywania panieru na drodze wypiekania, wymaga jednak dokładnego ustalenia warunków nawilżania i suszenia. Najważniejszą zaletą tej
metody jest oszczędność drogich komponentów panieru, jak barwniki, aromaty i substancje smakowe,
które zwykle są nakładane tylko na powierzchnię drobin. Ponadto powierzchnia aglomeratu może być
przykryta przezroczystą warstwą ochronną z białka (np. żelatyna, białko jaja kurzego), co zabezpiecza
przed dostępem powietrza, stratami substancji lotnych jak również przed wysychaniem. Otrzymany
panier charakteryzuje się zwykle dobrą sypkością i przyczepnością. Jego granulacja może być łatwo dostosowana do specyfiki produktu poprzez mieszanie odpowiednich frakcji.
W handlu dostępne są również różnego rodzaju „panierki do ryb”. Ciasto do tych panierek jest zwykle
przygotowywane z mąki pszennej i kukurydzianej oraz mączki ziemniaczanej z dodatkiem białka (np.
izolat sojowy), soli, przypraw naturalnych, glutaminianu sodu i ewentualnie suszonych warzyw i ziół. Po
wypieku jest ono poddawane podobnym operacjom jak przy produkcji typowego panieru klasycznego.
Dodając odpowiednie aromaty i substancje smakowe można wykreować nieograniczoną ilość gatunków
panieru, o oryginalnych właściwościach smakowych, jak „paniery smakowe” – łagodne i pikantne,
„panier suchy Novel”, „panier japoński” i inne.
Wymagania jakościowe dla panieru suchego dotyczą głównie barwy, stopnia rozdrobnienia, smaku,
zapachu, zawartości cukrów prostych (w przeliczeniu na sacharozę) i stanu sanitarnego. Barwa panierów sypkich powinna być złocisto-żółta. Niska zawartość cukrów mono- i disacharydów (poniżej 4%)
zapewnia utrzymanie tej barwy także po usmażeniu produktu. Zawartość wody w panierze suchym nie
powinna przekraczać 7%.
Bułka tarta, stosowana przez niektóre zakłady produkcyjne jako zastępczy panier suchy, nie odpowiada tym wymaganiom ze względu na nieodpowiednią szarą barwę oraz bardzo zróżnicowany stopień
rozdrobnienia (tab. 1). Ponadto stan sanitarny bułki tartej jest także niezadowalający, ponieważ jest ona
produkowana z pieczywa ze zwrotów.
Panierowanie powinno być wykonane starannie, tak aby warstwa panieru dokładnie przylegała do
kostki filetów ze wszystkich stron, tworząc możliwie szczelną otoczkę. Wzrost masy porcji po panierowaniu nie powinien przekraczać 25%.
1.4.1.6. Obsmażanie
Tłuszcze stosowane do obsmażania to przeważnie frytury uzyskane z utwardzonych olejów
roślinnych. Powinny one mieć liczbę kwasową poniżej 0,2, a punkt dymienia powyżej 200oC. Podczas obsmażania poddaje się je bieżącej ocenie sensorycznej, a ponadto codziennie bada na zawartość
wolnych kwasów tłuszczowych (liczba kwasowa). Obecność wolnych kwasów tłuszczowych zmniejsza
przydatność tłuszczu do smażenia, głównie przez obniżenie temperatury punktu dymienia. Zależność tę
można wyrazić następującym równaniem:
Punkt dymienia (oC) = 185,1 – 36,8 log LK,
gdzie: LK oznacza liczbę kwasową.
W celu zapobieżenia przedostawaniu się niedostatecznie związanych cząstek panieru do frytury, między panierownicą i smażalnią powinien być umieszczony dodatkowy przenośnik siatkowy.
Skuteczność tego przenośnika może być dodatkowo zwiększona przez jego umiarkowane ruchy wibracyjne.
Urządzenia smażalnicze powinny być przystosowane do pracy w liniach o działaniu ciągłym i zaopatrzone we filtry do ciągłego oczyszczania oleju podczas obsmażania. W nowoczesnych smażalniach o
działaniu ciągłym grzałki umieszczone są poza misą smażalni. Smażalnia powinna być myta codziennie
po zakończeniu zmiany, w celu usunięcia pozostałości tłuszczu, krusty i innych zanieczyszczeń. Pozostawienie tych resztek w smażalni bardzo przyśpiesza jełczenie oleju i jego polimeryzację. Do mycia
smażalni rekomenduje się zasadowe detergenty, które powinny być następnie zobojętnione detergentem
kwaśnym i spłukane wodą wodociągową.
Czas obsmażania mrożonych i panierowanych wyrobów rybnych zależy od wielkości porcji i temperatury frytury, ale zwykle jest on bardzo krótki. Dla kostek panierowanych wynosi on 30-40 s w temper17
aturze 175+5oC, a dla pałeczek rybnych 20-25 s w temperaturze 195-200oC. Po obsmażeniu wyroby są
bezzwłocznie kierowane do zamrażania (domrażania) z pominięciem operacji wstępnego schładzania.
Zamrażanie powinno być możliwie szybkie, do osiągnięcia w centrum porcji temperatury przynajmniej
–18oC.
1.4.1.7. Pakowanie i trwałość
Do pakowania mogą być kierowane tylko porcje po pełnym zakończeniu cyklu zamrażania. Wachlarz
stosowanych opakowań i systemów pakowania mrożonych produktów rybnych jest bardzo różnorodny.
Do standardowych opakowań panierowanych kostek należą kartony powlekane polietylenem typu Kliklok, Sta-Lox i Diotite, a do filetów indywidualnie mrożonych (IQF) – woreczki z folii PA/PE (Kołakowski,
1976). Opakowanie powinno być szczelne i wykonane z materiału o niskiej przepuszczalności pary
wodnej (poniżej 0,2 g/m2/24h, w temp. –20oC) i gazów. Przy zastosowaniu takich opakowań trwałość
zamrażalnicza mrożonych produktów zależy przede wszystkim od temperatury. Im niższa jest temperatura tym dłuższy czas składowania, przy czym zależność ta nie jest prostoliniowa lecz ma charakter
wykładniczy, czyli preferuje bardzo niskie temperatury. Np. obniżenie temperatury składowania do
– 35oC pozwala dwukrotnie dłużej utrzymać produkt w stanie dobrej jakości niż w temperaturze –29oC.
Wahania minusowej temperatury podczas składowania mrożonych produktów nie powinny być wyższe
niż +2oC.
1.4.2. Kostki cięte z mrożonych bloków filetów rybnych laminowanych innymi surowcami
Dążenie do wprowadzenia na rynek jeszcze bardziej uniwersalnej żywności mrożonej niż porcjowane filety panierowane stała się podstawą do opracowania technologii porcji laminowanych. Wartości
żywieniowe tych produktów zostały poszerzone o brakujące składniki, głównie witaminę C i błonnik.
Porcje laminowane składają się z 2-5 warstw (nie licząc panieru) (Rys. 4).
Rys. 4. Mrożone porcje rybne (panierowane) laminowane metodą pośredniego łączenia warstw:
A – Rahbenfish, Dania; B – Royal Greenland, Dania.
18
Podstawę lub osnowę produktu stanowi mięso rybie cięte z mrożonych bloków filetów rybnych b/o
lub z mrożonych bloków farszów rybnych, a dopełnienie przeważnie warstwa zielonych lub karotenoidowych produktów owocowo-warzywnych, jak przecier pomidorowy, brokuły, szpinak, groszek zielony
lub papryka. Warzywa świeże są blanszowane w gorącej wodzie o temperaturze 90-100oC przez 0,5 do
2 min, a następnie natychmiast ochładzane w zimnej wodzie i pozostawiane do odcieknięcia. Łączenie
warstw odbywa się poprzez dozowanie przecieru pomidorowego lub warzyw wymieszanych z sosem
majonezowym jako lepiszczem, na powierzchnię listew odciętych z mrożonego bloku rybnego lub poprzez zlepianie tych listew za pomocą warzyw. Warstwy mięsa mogą pochodzić od jednego lub kilku
gatunków ryb. Preferuje się filety lub farsze z ryb o mięsie białym (np. dorszowate) lub różowym (np.
łososiowate). Niektóre porcje są laminowane tylko majonezem lub serem topionym (Rys. 5).
Rys. 5. Porcje rybne panierowane (mrożone)
laminowane metodą nakładania warstwy:
1 – ser topiony,
2, 3 – warzywa z majonezem.
Po zamrożeniu i pocięciu kombinowanego bloku, otrzymane kostki poddaje się panierowaniu panierem ciekłym i suchym, domraża do temperatury poniżej –18oC i pakuje w pudełka kartonowe podobnie jak inne mrożone produkty porcjowane.
1.4.3. Kostki cięte z mrożonych bloków farszów rybnych
Typowym przykładem kostek ciętych z mrożonych bloków farszów rybnych są paluszki rybne (fish
fingers). Masa pojedynczych paluszków razem z panierem wynosi od 20 do 50g, średnio 35g, przy czym
nie mniej niż 65% stanowi mięso rybne. Wymiary kostek (bez panieru) paluszków rybnych są podobne
do wymiarów pałeczek rybnych (p. 1.4.1.1), a ich grubość nie może być mniejsza niż 10 mm. Tak małe
i kruche kostki wymagają zachowania szczególnej ostrożności podczas produkcji, co jest możliwe przy
stosowaniu linii o działaniu ciągłym. Proces produkcji obejmuje: przygotowanie mrożonych bloków
farszu rybnego, cięcie, panierowanie, obsmażanie, domrażanie i pakowanie. Mrożone bloki farszu przygotowuje się zazwyczaj przez zmieszanie 9 cz. wag. MOMR z 1 cz. wag. wodnego roztworu zawierającego
5% polifosforanów i 0,15% glutaminianu sodu. Poszerzenie zestawu dodatków pozwala otrzymać
mrożone bloki do paluszków rybnych nawet z mniej szlachetnych gatunków ryb. Np. dodatek kwasu Laskorbinowego, askorbinianu sodu lub palmitynianu askorbylu w ilości 1g/kg zabezpiecza mrożone bloki
19
z ryb średniotłustych przed autooksydacją lipidów podczas mrożenia. Szczególnie trudną operacją jest
obsmażanie paluszków, które powinno zagwarantować wytworzenie złocistej krusty na ich powierzchni
bez rozmrożenia rdzenia. Dlatego do obsmażania panierowanych paluszków rybnych stosuje się specjalne frytury, odporne na długotrwałe ogrzewanie w wysokiej temperaturze (195-200oC), co pozwala
skrócić czas obróbki nawet do 25 s. Ubytki wody podczas obsmażania wynoszą 8-10%, co w przybliżeniu
odpowiada ilości zaabsorbowanego tłuszczu. Ochładzanie paluszków po obsmażeniu odbywa się
przeważnie w urządzeniu zamrażalniczym. Wymaga to częstego odszraniania tunelu zamrażalniczego
(średnio raz na dobę) lecz daje najlepsze efekty schładzania. Do pakowania zamrożonych paluszków
rybnych stosowane są różne pudełka kartonowe i urządzenia, jednak za najbardziej odpowiedni system
pakujący uznaje się Diotite (Kołakowski, 1976).
1.5. Porcje formowane z farszów rybnych
1.5.1. Podział i charakterystyka
Grupa ta obejmuje przetwory wytwarzane z grubo rozdrobnionego mięsa ryb, wymieszanego
z surowcami pomocniczymi i ewentualnie dozwolonymi substancjami dodatkowymi. W zależności od
metody porcjowania farszu rozróżnia się przetwory:
→ formowane,
→ wytłaczane,
→ rolowane.
Uniwersalny schemat technologiczny produkcji mrożonych przetworów z farszów rybnych przedstawiono na Rys. 6.
Rys. 6. Uniwersalny schemat technologiczny
produkcji mrożonych przetworów
formowanych.
20
1.5.2. Surowce podstawowe i produkcja mechanicznie odkostnionego mięsa rybnego
(MOMR)
Farsze do mrożonych przetworów produkowane są z różnych gatunków ryb świeżych i mrożonych,
przeważnie ryb chudych lub średniotłustych, w tym także ryb „małocennych”, które nie nadają się do
mechanicznego filetowania. Odgławianie i patroszenie ryb może być wykonane ręcznie lub maszynowo.
Wskazane jest doczyszczenie tuszy, polegające na dokładnym usunięciu nerki, pęcherza pławnego i
błony otrzewnej. Tusze są następnie odkostniane i odskórzane w separatorach bębnowych o średnicy
oczka w bębnie 3-5mm. Wskazane jest jak najmniejsze rozdrobnienie mięsa w procesie separacji, tak by
można je zaliczyć do kategorii grubo rozdrobnionego. Równocześnie jednak wymagane jest dokładne
oczyszczenie MOMR z pozostałych ości i kawałków skóry. Dlatego MOM z ryb bardzo ościstych lub
posiadających wyrostki ościste na skórze poddawane jest doczyszczeniu na separatorze wtórnym tzw.
streinerze. Zalecana średnica oczek w sicie streinera wynosi 2-2,5 mm. Użycie streinera niezbędne jest
również przy produkcji MOMR z użytkowych odpadów pofiletowych.
Ze względu na wysoką podatność rozdrobnionego mięsa na jełczenie, ryby tłuste przeważnie nie są
używane do produkcji mrożonych wyrobów z farszów rybnych.
W niektórych asortymentach, oprócz MOMR, stosuje się także dodatek mięsa skorupiaków i
głowonogów, a także zwierząt rzeźnych w celu polepszenia właściwości fizycznych i sensorycznych oraz
trwałości produktu. Np. dodatek mięsa krewetek w ilości 20-40% poprawia teksturę i zapach mrożonych
burgerów rybnych, a równocześnie polepsza ich trwałość, ponieważ obecne w krewetkach karotenoidy
hamują oksydację tłuszczu.
1.5.3. Sposoby polepszania właściwości fizycznych rozdrobnionego mięsa ryb
Farsze otrzymane z mocno rozdrobnionego mięsa rybnego, o pastowatej konsystencji i dużej
przylepności sprawiają poważne kłopoty podczas ich mechanicznego porcjowania, a wyroby otrzymane
z takiego mięsa wykazują zbyt wysoką twardość, gumiastość i spoistość. Te negatywne cechy wyrobów
jeszcze bardziej uwypuklają się po zamrożeniu i składowaniu zamrażalniczym. Dlatego postęp w zakresie technologii mrożonych produktów rybnych koncentruje się z jednej strony na zminimalizowaniu
ujemnych skutków separacji i doczyszczania MOMR na jego właściwości reologiczne, a z drugiej strony
na opracowaniu nowych sposobów otrzymywania lub uszlachetniania rozdrobnionego mięsa rybnego
polegających na:
→ rozdrabnianiu mrożonych bloków filetów rybnych w specjalnych wilkach,
→ płatkowaniu wstępnie rozdrobnionych bloków filetów rybnych (kruszarka + Comitrol),
→ płatkowaniu gotowej masy farszowej tuż przed jej porcjowaniem (formowaniem),
→ stosowaniu tzw. emulsji niezamarzających,
→ stosowaniu odpowiednich dodatków funkcjonalnych.
Pierwsze trzy sposoby zostaną omówione w podrozdziale 1.5.5.3.
Stosowanie emulsji „niezamarzających” jest niezbędne szczególnie podczas wytwarzania burgerów
z rozdrobnionego mięsa mrożonego, z pominięciem operacji rozmrażania. Metoda ta zapobiega ogniskowemu zamarzaniu ciekłych lub półpłynnych dodatków na powierzchni rozdrobnionego mięsa
mrożonego i ułatwia ich rozprowadzenie w masie farszu. W skład emulsji „niezamarzającej” wchodzi
zazwyczaj cały zestaw dodatków recepturowych, oprócz rozdrobnionego mięsa, pod warunkiem, że zachowane zostaną odpowiednie proporcje wody, białka i tłuszczu. Optymalny stosunek wagowy wody
do tłuszczu wynosi od 1:1,5 do 3:1, a białka do tłuszczu 0,5:1. Emulsję po sporządzeniu zamraża się do
uzyskania wewnątrz bloku temperatury –18oC. Twardość tak uzyskanej zamrożonej lecz plastycznej
emulsji wynosi ok. 28 N/cm2. Zamrożone bloki emulsji łatwo rozdrabnia się na wilku zaopatrzonym
w sito o wielkości oczek 8 mm i miesza przez ok. 2 minuty z rozdrobnionym mięsem mrożonym (Ø 12
mm), po czym przepuszcza przez przystawkę do mielenia mięsa mrożonego, stosując sito o średnicy oczek 5 mm (Kołakowski i in., 1985). Uzyskaną masę przeznacza się bezzwłocznie do formowania burgerów rybnych.
21
1.5.4. Dodatki
1.5.4.1. Dodatki skrobiowe
Z dodatków skrobiowych najczęściej stosuje się mąkę pszenną, mączkę ziemniaczaną, skrobie modyfikowane, płatki ziemniaczane, puré ziemniaczane, ziemniaki gotowane. Ich głównym zadaniem jest
związanie (pochłonięcie) wycieku tkankowego wraz z rozpuszczonymi w nim składnikami odżywczymi.
W surowych przetworach rybnych, nie poddanych żadnej obróbce cieplnej lub poddanych tylko obróbce
powierzchniowej (np. obsmażanie) zdolność wiązania wody przez skrobię jest niewielka, gdyż temperatura wewnątrz produktu nie osiąga temperatury punktu jej kleikowania. Dlatego w procesie technologicznym tych przetworów zazwyczaj nie przewiduje się dodatku wody. Ilość dodanej skrobi powinna
gwarantować pełne związanie swobodnego płynu tkankowego, a równocześnie nie powodować nadmiernego wzrostu lepkości masy rybnej. Nadmiar naturalnych dodatków skrobiowych, prowadzi do pobrania zbyt dużej ilości wody podczas kleikowania i żelowania skrobi, a w konsekwencji do wytworzenia
klajstrowatej tekstury w produkcie. Z tych powodów preferuje się dodatki skrobiowe uprzednio poddane
obróbce cieplnej w celu skleikowania lub dekstrynacji skrobi tak, by ograniczyć jej proces żelowania w
gotowym produkcie. Wysycenie skleikowanej skrobi wodą przed jej wprowadzeniem do produktu w
dużym stopniu eliminuje zjawisko klajstrowania.
Mąki
Mąka pszenna jest odpowiedniejszym dodatkiem skrobiowym do burgerów rybnych niż mączka
ziemniaczana. Ta ostatnia powoduje bowiem nadmierny wzrost lepkości i przylepności farszu burgerowego, co obniża jego przydatność do mechanicznego formowania. Burgery rybne z dodatkiem mąki
pszennej wykazują lepszy stopień spulchnienia przy równoczesnym braku kieszeni powietrznych na
przekroju. Przy zawartości mąki pszennej do 6% smak burgerów nie ulega pogorszeniu, podczas gdy już
4,5% dodatek mączki ziemniaczanej powoduje „kartoflany” posmak produktu. Po obsmażeniu burgery
rybne z dodatkiem mąki pszennej są stosunkowo odporne na uszkodzenia mechaniczne, a po usmażeniu
lepiej wyrośnięte niż burgery z dodatkiem mączki ziemniaczanej. Optymalny dodatek mąki pszennej do
burgerów rybnych wynosi 3-4%. Przy produkcji burgerów z ryb mrożonych, w podobnej ilości można
stosować mieszaninę mąki pszennej i mączki ziemniaczanej w stosunku wagowym 1:1.
Płatki ziemniaczane
Ze względu na występowanie skrobi w formie skleikowanej i częściowo zdekstrynowanej, płatki
ziemniaczane oddziałują korzystniej na cechy reologiczne farszu niż mąki. Przylepność masy rybnej
zawierającej 10% płatków ziemniaczanych jest ok. 4-krotnie niższa niż masy zawierającej 3% mączki
ziemniaczanej. Optymalny dodatek płatków ziemniaczanych wynosi 10-15% w zależności od gatunku
ryby. Przy wyższym stężeniu wyczuwa się pogorszenie smakowitości produktu, które narasta ze stężeniem
dodatku. Farsze zawierające do 20% płatków ziemniaczanych wykazują stosunkowo niską przylepność
przy dostatecznie dobrej spoistości. Burgery zawierające powyżej 30% płatków ziemniaczanych są zbyt
twarde, a równocześnie ich spoistość jest tak mała, że się rozpadają w czasie formowania.
Wprowadzenie płatków ziemniaczanych w postaci zasmażki z tłuszczem daje dużo korzystniejsze
wyniki niż wprowadzenie obu tych składników osobno. Skrobia ogrzewana w oleju o temperaturze
150-170oC podlega silnej dekstrynacji i interakcji z tłuszczem, tworząc korzystne z punktu widzenia
technologicznego kompleksy o stosunkowo niskiej lepkości i dobrej podatności na rozprowadzenie w
środowisku wodnym. Optymalny dodatek zasmażki nie powinien przekraczać 20%. Olej jest bardziej
przydatnym tłuszczem do podsmażania płatków niż smalec.
Ziemniaki gotowane lub parowane
Ziemniaki gotowane lub parowane są stosunkowo tanim i dobrym dodatkiem do farszu rybnego,
gdy chodzi o profilowanie jego właściwości reologicznych. Wiąże się to z agregacją skleikowanej skrobi, która nie powoduje już tak silnego wzrostu lepkości podczas smażenia produktu jak skrobia natywna. Dodatek gotowanych i wystudzonych ziemniaków w ilości ok. 20% obniża przylepność farszu, nie
pogarszając przy tym jego spoistości. Ponadto wyroby odznaczają się niższą gumiastością niż wyroby
standardowe (z dodatkiem mąki).
Bułka tarta
Wyprodukowana w odpowiednio higienicznych warunkach bułka tarta jest dobrym dodatkiem do
22
burgerów rybnych. Działa rozluźniająco na teksturę farszu i poprawia jego podatność na formowanie.
Przy nadmiernym stężeniu powoduje jednak pogorszenie smakowitości produktu. Optymalny dodatek
bułki tartej do farszu burgerowego powinien wynosić 5-10%.
Maltodekstryny
Maltodekstryny są produktem częściowej depolimeryzacji skrobi w wyniku hydrolizy enzymatycznej. Otrzymany biały proszek wykazuje dobrą rozpuszczalność w wodzie i dlatego może być stosowany zarówno w formie stałej jak i w roztworze. W zależności od stopnia DE, będącego wyznacznikiem
zawartości cukrów redukujących w przeliczeniu na glukozę, maltodekstryny produkowane są w kraju w
trzech rodzajach (Tabela 2).
Tabela 2. Średni skład węglowodanów w maltodekstrynach.
Jako dodatek do mrożonych przetworów rybnych z mięsa rozdrobnionego najodpowiedniejsza
jest maltodekstryna niskoscukrzona. Zapobiega ona tworzeniu się gruboziarnistych kryształów lodu
oraz zbyt intensywnej agregacji i synerezie białek podczas mrożenia. W ten sposób stabilizuje teksturę
wyrobów chroniąc je głównie przed nadmierną gumiastością i spoistością. Dzięki niskiej zawartości
cukrów redukujących niskoscukrzona maltodekstryna wykazuje niewielką podatność na karmelizację,
co zapobiega ciemnieniu produktów podczas obsmażania i smażenia. Jej słodkość jest dostatecznie niska, wystarczająca jednak dla wzmocnienia i uwypuklenia smaku produktów. Optymalny dodatek niskoscukrzonej maltodekstryny wynosi 3-5% w zależności od stopnia rozdrobnienia mięsa.
1.5.4.2. Nieskrobiowe polisacharydy
Błonnik (włókno dietetyczne)
Przydatność technologiczna błonnika jako dodatku funkcjonalnego zależy przede wszystkim od
względnej zawartości polisacharydów nierozpuszczalnych i frakcji rozpuszczalnej. W najczystszych
preparatach handlowych błonnika zawartość frakcji nierozpuszczalnej osiąga powyżej 95%, przy
czym składa się ona głównie z celulozy (ok. 75% w stosunku do ogólnej masy preparatu) i hemicelulozy (ok. 25%) oraz niewielkiej ilości (0,5-3%) ligniny. Zawartość frakcji rozpuszczalnej w najczystszych preparatach błonnika pszennego wynosi tylko ok. 2,5%, a w mniej oczyszczonych preparatach
błonnika jabłkowego może sięgać nawet do 15%. Preparaty błonnika o niskiej zawartości frakcji rozpuszczalnej (np. błonnik owsiany Vitacel HF 600 oraz błonnik pszenny Vitacel WF 600) nadają się
głównie jako dodatki zapobiegające denaturacji białka podczas mrożenia rozdrobnionego mięsa ryb. Ich
zdolność do wiązania wody jest niewielka i ogranicza się głównie do efektu pęcznienia. Frakcją błonnika
odpowiedzialną za wiązanie wody jest głównie celuloza. W zależności od długości włókna, sproszkowana celuloza wchłania 3-10 części wody w stosunku do swojej masy. W przeciwieństwie do skrobi, celuloza po wysyceniu się wodą nie ma tendencji do jej oddawania podczas mrożenia i/lub obróbki cieplnej.
Wysycone wodą włókna celulozy tworzą trójwymiarową siatkę w farszu i ograniczają wzrost kryształów
lodu podczas zamrażania, denaturację białek mięśniowych podczas zamrażalniczego składowania, wyciek cieplny i absorbcję tłuszczu podczas smażenia. Preparaty błonnika ziemniaczanego i jabłkowego
23
zwykle zawierają niższą zawartość frakcji nierozpuszczalnej (ok. 50%), przez co ich zdolność do hamowania niepożądanych zmian białek, a w konsekwencji tekstury mięsa podczas mrożenia jest ograniczona.
Nadają się one natomiast jako dodatki do bardziej uwodnionych farszów rybnych lub przygotowanych
z ryb mrożonych/rozmrożonych.
Optymalny dodatek błonnika do farszów rybnych, który skutecznie obniża twardość i gumiastość
smażonych burgerów rybnych, zachowując przy tym dostateczną ich spoistość i soczystość, wynosi 1-2%.
Przy wyższych stężeniach preparatu (ok. 5%) może pojawić się nadmierna kruchość i „trocinowatość”
oraz „suchość” tekstury wyrobów. Zależy to jednak od wielu czynników technologicznych, z których do
najważniejszych należy zaliczyć rodzaj użytego surowca rybnego i sposób jego utrwalania, zawartość
wody w farszu i warunki jego mieszania.
Gumy spożywcze
Chociaż niektóre gumy spożywcze występują w preparatach błonnika jako tzw. frakcja rozpuszczalna
(na zimno lub na gorąco) to znaczna ich część jest oferowana w postaci oddzielnych preparatów jako dodatki zagęszczające. Do najważniejszych gum spożywczych, które można stosować w dowolnej ilości, na
zasadzie GMP, należy zaliczyć: gumę guarową (E 412), gumę Locust (Carob) (E 410), gumę ksantanową
(E 415), a ponadto: karageny (E 407), alginian sodu (E 407a), metylocelulozę (E 461) i sól sodową karboksymetylocelulozy (E 466). Najlepszą przydatność technologiczną wykazują jednak tylko te gumy
spożywcze, które są dobrze rozpuszczalne w zimnej wodzie, tj. guma guarowa, guma ksantanowa i alginian sodu. Niektóre gumy spożywcze, w połączeniu ze sobą lub z innymi substancjami są zdolne do
wytwarzania żelu. Np. żel powstaje z gumy Locust w połączeniu z gumą ksantanową w proporcjach
optymalnie 1:1 oraz alginianu sodu w połączeniu z jonami wapnia, wprowadzonymi w postaci chlorku
sodu lub glukonianu sodu. Właściwości te są wykorzystywane w profilowaniu tekstury farszu rybnego
oraz do tworzenia różnego rodzaju powłok ochronnych na produkcie, co dokładniej zostało omówione
w książce „Technologia mrożonych przetworów rybnych”.
Frimulsion
Frimulsion jest mieszaniną gumy guarowej i innych polisacharydów. Dodany w ilości 0,5% powoduje wystarczająco dobre związanie frakcji płynnej farszu, szczególnie widoczne po usmażeniu produktu.
Frakcja ciekła związana przez Frimulsion jest także mniej podatna na odparowanie w czasie smażenia. W
sumie podnosi to soczystość produktu przy niewielkim pogorszeniu podatności farszu na formowanie.
Potrzeba stosowania Frimulsionu może wystąpić wtedy, gdy do produkcji stosuje się surowce mrożone o
głęboko zaawansowanych zmianach denaturacyjnych białek (np. mrożone farsze rybne). Preparat można
dodawać w postaci proszku lub po uprzednim zemulgowaniu z olejem lub roztopionym tłuszczem. Dodatek Frimulsionu w ilości powyżej 1,5% powoduje nie tylko pogorszenie podatności farszu na formowanie, lecz również wyraźne pogorszenie smakowitości rybnych przetworów formowanych.
1.5.4.3. Dodatki białkowe
Zastosowanie koncentratów sojowych, jak Promoscy 20/60 i Promosoy 100 oraz teksturowanego białka sojowego w ilości ok. 3% pozwala znacznie obniżyć przylepność farszu burgerowego, przy
równoczesnym wzroście jego lepkości. Można w ten sposób otrzymać farsz o dobrej spoistości i dobrej
podatności na formowanie.
Dodatek izolatów sojowych typu Promina D i inne jest mniej korzystny dla otrzymania pożądanych
właściwości farszu burgerowego. Już przy 2-3% dodatku ujawnia się „zakalcowata” struktura farszu po
usmażeniu produktu. Lepkość i przylepność farszu wzrastają nadmiernie co utrudnia jego mechaniczne
formowanie.
Stosowanie wstępnie uwodnionych preparatów białkowych w postaci zamienników mięsa w farszu
jest celowe tylko w tych przypadkach, gdy ze względu na rodzaj użytego surowca rybnego lub specyficzne
jego właściwości zachodzi obawa uzyskania zbyt zwięzłej, twardej tekstury burgerów. Preparat białkowy
wprowadzony w postaci uwodnionej może w takich wypadkach działać jako czynnik rozluźniającowypełniający.
24
1.5.4.4. Tłuszcz
W grupie przetworów z grubo rozdrobnionego mięsa ryb najwyżej cenione są wyroby o małej lub
średniej zawartości tłuszczu, a spośród różnych rodzajów tłuszczu najwyższą przydatność jako dodatek
farszu burgerowego wykazuje tłuszcz stały, np. smalec. Zarówno nadmiar jak i niedobór tłuszczu wpływa
ujemnie na właściwości fizyczne i organoleptyczne produktu. Dzięki właściwościom hydrofobowym
tłuszcz działa jako skuteczna „przegroda” w agregacji i asocjacji białek, zapobiegając przed nadmierną
spoistością i zwięzłością produktu. Wraz ze wzrostem ilości tłuszczu maleje spoistość i twardość przetworów. Jednak przy zbyt dużym dodatku tłuszczu (zwykle powyżej 8%) burgery rybne stają się zbyt
mało spoiste, a po usmażeniu wykazują posmak smalcu, mazistą teksturę na przekroju i źle przylegającą
krustę. Optymalny dodatek tłuszczu w farszach burgerowych wynosi 4-5%.
1.5.4.5. Warzywa i owoce
Z wielu warzyw i owoców, które mogą być stosowane jako dodatki do formowanych przetworów
rybnych, wysoką przydatność wykazują: sproszkowany susz cebulowy w ilości 10-20%, sól cebulowa
(0,5-1,5%), cebula świeża (8-10%), czosnek (0,1-0,2%), pietruszka (0,04-0,07%), pomidory świeże lub
30% koncentrat pomidorowy w ilości odpowiednio ok. 20% i 3-5%, a także gotowany kalafior (ok. 30%),
gotowana marchew (ok. 10%) i gotowany por (ok. 8%). Preferuje się warzywa świeże. Stosowanie warzyw
suszonych nie gwarantuje uzyskania odpowiednich walorów smakowych, polepsza natomiast stopień
związania frakcji ciekłej.
1.5.5. Ważniejsze operacje technologiczne
1.5.5.1. Mieszanie
Celem mieszania jest ujednolicenie składu masy farszowej przy jak najmniejszym uszkodzeniu struktury rozdrobnionego mięsa rybnego. W przeciwnym razie dochodzi do nadmiernej ekstrakcji białek
mięśniowych, wzrostu lepkości i przylepności farszu, co wyraźnie odbija się ujemnie na jakości formowanych wyrobów.
W mieszarko-wilkach wymieszana masa wychodzi zawsze przez zespół do mielenia. Jest to podstawowa wada tych urządzeń, gdyż w czasie mielenia następuje dalsze, trudne do skontrolowania, uszkodzenie struktury miofibrylarnej mięsa. Dlatego mieszarki sprzężone z maszyną do mielenia powinny
być stosowane przede wszystkim do mieszania farszów o temperaturze ujemnej, gdzie samo wymieszanie nie zapewnia dostatecznego ujednolicenia składu lub dostatecznej zwięzłości masy rybnej.
Mieszarki z rynną i ślimakiem w dolnej części wanny nie gwarantują uzyskania jednorodnego składu
farszu, z powodu zbierania się składników płynnych i sypkich w dolnej części wanny, tj. w rynnie. Można
temu częściowo zapobiec przez odpowiednią kolejność dodawania składników do mieszarki. Jednak
przy farszach, w których przewiduje się dodatek wody, jest to trudne, a nawet niemożliwe.
Bardziej przydatne są mieszarki o półkolistym kształcie wanny, wyposażone w dwa elementy
mieszające w kształcie sigma, ślimaka, wstęgi lub osadzonych na wale mieszadeł śmigłowo-łopatkowych.
Ponieważ mieszadła obracają się w przeciwnych kierunkach, materiał jest dobrze wymieszany, przy stosunkowo niskich obrotach mieszadła. Przydatność tych urządzeń uzależniona jest także od techniki ich
opróżniania. Mieszarki przystosowane do usuwania wymieszanego farszu poprzez przechylenie zbiornika pozwalają na dokładną kontrolę parametrów mieszania. Wadą tych urządzeń jest jednak niewygodny
sposób opróżniania wanny, powodujący straty farszu oraz konieczność wyrzucenia całego wsadu do
odpowiednio dużych pojemników. Przetrzymywanie farszu w dużych pojemnikach przed formowaniem
może powodować zmiany jego właściwości fizycznych. Wad tych można uniknąć, stosując mieszarki
przystosowane do stopniowego opróżniania poprzez otwór z klapą umocowaną na czołowej ścianie
urządzenia. Te ostatnie należą do najczęściej stosowanych w nowoczesnych zakładach produkcyjnych,
głównie ze względu na łatwość ustawienia ich na liniach o działaniu ciągłym. Optymalny czas mieszania farszu rybnego wynosi ok. 4 min. Dokładne parametry mieszania powinny być jednak wyznaczane
doświadczalnie dla każdego zestawu surowcowego i mieszarki. Np. zastosowanie mieszadła ślimakowego
z płaskimi łopatkami, o zmiennym kącie ich natarcia pozwala łatwo dostosować warunki mieszania do
właściwości farszu rybnego.
25
Najnowsze sposoby mieszania farszów rybnych przewidzianych do formowania, opierają się na użyciu
ciekłego dwutlenku węgla lub azotu, w celu kriogenicznego powlekania drobin zmrożoną warstwą, znacznie obniżającą lepkość i przylepność masy.
1.5.5.2. Formowanie
Metody formowania farszów rybnych i charakterystyka formierek zostały szczegółowo omówione
w książce „Technologia mrożonych przetworów rybnych”. Na podstawie tych informacji można dobrać
odpowiednie urządzenie do określonych potrzeb pod względem kształtu porcji, wydajności i sposobu
formowania. Należy jednak pamiętać, że każdy system formowania wymaga dostosowania właściwości
reologicznych farszu, szczególnie pod względem jego lepkości, przylepności i spoistości. Oznaką
niewłaściwego dostosowania tych wymagań jest najczęściej niedostateczna powtarzalność masy i kształtu
porcji oraz pojawienie się na jej obrzeżach charakterystycznych „kołnierzy”. Zagrożenia te występują
szczególnie przy formierkach pobierających i wypychających farsz od góry, które z drugiej strony są
najbardziej wydajne i najlepiej przystosowane do pracy w liniach o działaniu ciągłym. W zależności
od typu urządzenia wydajność formowania wynosi od 1200 do 12000 szt./h, przy średnicy porcji od 5
do15cm i grubości od 0,5 do 3cm. Dla burgerów rybnych optymalne wymiary formowanej porcji (przed
panierowaniem) mieszczą się w zakresie odpowiednio 8 - 10cm i 1 - 2cm.
1.5.5.3. Inne operacje
Część typowych operacji technologicznych, jak panierowanie i obsmażanie, została omówiona
wcześniej przy wyrobach ciętych z mrożonych bloków filetów rybnych. Należy jednak wspomnieć o
nowych operacjach, które wprowadzają znaczny postęp w technologii formowanych wyrobów rybnych.
Do takich można zaliczyć „płatkowanie”, rozdrabnianie mrożonych bloków filetów rybnych, prasowanie
rozdrobnionego mięsa mrożonego.
Płatkowanie ma na celu upostaciowanie mięsa lub masy rybnej do struktury płatków, co umożliwia
polepszenie tekstury i właściwości reologicznych farszu. Do płatkowania można stosować zarówno
mięso mrożone, po uprzednim pokruszeniu bloków, jak również masę rybną uzyskaną po wymieszaniu
MOMR z dodatkami. Urządzenie do płatkowania jest pod względem ogólnej budowy podobne do wilka,
ma jednak specjalny układ tnący, który składa się ze statora i rotora. Stator, stanowiący pierścieniową
głowice tnącą, jest wyposażony w układ noży działających na zasadzie klina. Rotor jest natomiast
rodzajem wirnika łopatkowego. Jego zadaniem jest podawanie produktu, dzięki sile odśrodkowej, na
nieruchomą ściankę statora i odcinanie płatków, których grubość zależy od wyboru określonego typu
statora. Zasadę rozdrabniania mrożonego mięsa ryb metodą płatkowania wyjaśnia Rys. 7 na przykładzie
urządzenia Comitrol 2100, firmy Urschel (USA).
Rys. 7. Rozdrabnianie mrożonego mięsa ryb metodą płatkowania.
26
Rozdrabnianie mrożonych bloków filetów rybnych przeprowadza się w urządzeniach podobnych
do wilka, wyposażonych jednak w specjalny zestaw noży tnących i tarcz przepustowych o odpowiednio
zróżnicowanej średnicy otworów. Do urządzenia podawane są całe mrożone bloki, które ulegają „zmieleniu” na cząstki o wielkości zbliżonej do średnicy otworów końcowej tarczy przepustowej, zwykle 5-10
mm. W czasie rozdrabniania bloków temperatura masy wzrasta zwykle od ok. -25oC do ok. –15oC.
Rozdrobnione mięso mrożone nadaje się szczególnie do wytwarzania wyrobów formowanych z użyciem
emulsji „niezamarzających” co zostało omówione w podrozdziale 1.5.3.
Prasowanie rozdrobnionego mięsa mrożonego (bez lub z dodatkami), w specjalnych urządzeniach,
umożliwia formowanie bloków o dowolnym kształcie na przekroju. Cięcie takich bloków na porcje
wykonuje się przy użyciu zwykłych pił taśmowych lub specjalnych urządzeń zwanych kotleciarkami.
Następnie porcje są panierowane, domrażane i pakowane podobnie jak inne mrożone przetwory rybne.
Podsumowując, należy zaznaczyć, że produkcja formowanych przetworów z mięsa mrożonego (bez
uprzedniego rozmrażania) wymaga zwykle dość drogich i energochłonnych urządzeń, których praca
musi być dokładnie zsynchronizowana. Technologia ta ma natomiast ogromne perspektywy w zakresie
podniesienia jakości mrożonych przetworów rybnych i stanu sanitarnego produkcji.
1.6. Literatura uzupełniająca
Kołakowski E.: Opakowania z tworzyw sztucznych w przemyśle rybnym, Wydawnictwo Morskie,
Gdańsk, 1976.
Kołakowski E., Technologia mrożonych przetworów rybnych. Wydawnictwo Morskie, Gdańsk,
1984.
Kołakowski E.: Technologia farszów rybnych. PWN, Warszawa 1986.
Kołakowski E., Lachowicz K., Kamiński L.: Sposób wytwarzania wyrobów formowanych z mrożonych
farszów rybnych. Patent Nr 126 472, opublikowany 15.06.1985, A23L 1/325.
2. Zamrażalnicze utrwalanie żywności pochodzenia morskiego
- prof. dr hab. Ludmiła Stodolnik
Surowce i produkty rybne stanowią ważną grupę żywności nie tylko ze względu na wartość odżywczą,
ale także leczniczą. Duży udział w rybach pełnowartościowego białka (16 – 30%), zawierającego egzogenne aminokwasy (szczególnie takie jak tryptofan, metionina i lizyna) stwarzają, że zalecane są one
w każdej diecie człowieka. Na szczególną uwagę zasługują składniki lipidowe tkanki mięśniowej,
wątroby i ikry ryb, charakteryzujące się dużą zawartością kwasów tłuszczowych nienasyconych (ponad
60%), w tym polienowych, w szczególności ikozapentaenowego (EPA) i dokozaheksaenowego (DHA),
należących do kwasów n-3, mających właściwości lecznicze (przede wszystkim w chorobach układu
krążenia). Łączna zawartość EPA i DHA może przekraczać 30% (makrela, sardynka) ogólnej zawartości
kwasów tłuszczowych. Jednocześnie duży stopień nienasycenia kwasów tłuszczowych (5 i 6 podwójnych
wiązań) oraz duża aktywność systemu enzymatycznego powoduje, że zachodzi szybki proces utleniania
i hydrolizy w czasie przechowywania i w cyklu produkcyjnym. Najprostszym sposobem zmniejszania
szybkości zmian oksydacyjnych i hydrolitycznych w rybach i produktach rybnych jest ich zamrażanie i
zamrażalnicze przechowywanie.
W procesie zamrażalniczego utrwalania żywności największą rolę odgrywa szybkość przekroczenia
przedziału temperatur maksymalnej krystalizacji (od – 1 do -5o C), ze względu na ilość wymrażanej w
tym czasie wody (około 78%), w związku z czym zachodzą największe niepożądane efekty wynikające z
fazowej przemiany wody. Dotyczą one uszkodzenia błon komórkowych, plazmolizy komórek, denaturacji białek i zmian tekstury. Etap maksymalnej krystalizacji w powolnych metodach zamrażania może
obejmować 50% efektywnego czasu zamrażania, w metodach szybkich około 30% i ultraszybkich około
15%. Dlatego też zastosowana technika i technologia mrożenia ma podstawowe znaczenie w uzyskaniu dobrej jakości żywności zaraz po mrożeniu, a następnie w czasie przechowywania w warunkach
zamrażalniczych.
Podstawową zasadą zamrażania surowców rybnych jest ich zamrażanie zaraz po ustąpieniu stężenia
27
pośmiertnego i zastosowanie metod szybkiego, a najlepiej ultraszybkiego mrożenia (z zastosowaniem
skroplonych gazów). Temperatura końcowa zamrażanych ryb i produktów, mierzona w środku geometrycznym (termicznym), musi osiągać co najmniej -18o C, a lepiej jeśli jest niższa. Poniżej tej temperatury
zostaje zmniejszona szybkość procesów fizycznych, chemicznych i enzymatycznych w żywności, a także
wstrzymany rozwój nie tylko bakterii, ale także drożdży i pleśni. Ważne jest przestrzeganie zasady pomiaru końcowej temperatury w rdzeniu, gdyż zachodzi zróżnicowanie jej w całej objętości zamrażanego
produktu. Występuje tzw. pole temperaturowe, charakteryzujące się zróżnicowanym rozkładem temperatury między powierzchnią a środkiem geometrycznym (Rys. 1).
Rys. 1. Rozkład temperatury w surowcu w czasie zamrażania.
Związane to jest z szybkością wymiany ciepła i zmianą współczynnika przewodzenia ciepła w czasie zamrażania żywności. W rezultacie czego na każdej głębokości zamrażanego produktu krystalizacja
wody i soków komórkowych zachodzi z inną szybkością. Prowadzi to do powstawania różnej wielkości
kryształów lodu w całej objętości żywności, a także zmiennego rozmieszczenia kryształów w strukturze
histologicznej (Rys. 2).
Rys. 2. Wielkość kryształów lodu w produkcie zamrażanym metodą tradycyjną (A)
i metodą kriogeniczną (B).
28
Wywołuje to zjawisko rekrystalizacji, nasilonego w czasie przechowywania, szczególnie w wyższych
temperaturach (-18oC), przy wahaniach temperatury i niskiej wilgotności powietrza. Wszystko to wpływa
na szybkość pogorszenia jakości mrożonej żywności w czasie przechowywania. Stosuje się też termiczną
stabilizację temperatury produktu w celu uzyskania w nim jednakowej temperatury w całej objętości. W
niektórych metodach zamrażania (tunelowa w ciekłym azocie) wydzielona jest strefa wyrównywania się
temperatury ze względu na bardzo niską temperaturę powierzchni zamrażanej żywności, osiągającej w
strefie natrysku temperaturę ciekłego gazu i dużo wyższą temperaturę w środku geometrycznym. Kolejną
ważną zasadą zamrażalniczego utrwalania surowców i produktów rybnych jest ich przechowywanie w
temperaturze niższej niż -18oC. Wymogiem zachowania dobrej jakości ryb jest stosowanie temperatury przechowywania zbliżonej do -30oC (lepiej jeśli jest jeszcze niższa), a dla niektórych ryb (np. ryby
tuńczykowate) wymagane są temperatury co najmniej -40oC i niższe. Bardzo powolne zmiany fizyczne,
chemiczne i enzymatyczne zachodzą w rybach, szczególnie słodkowodnych, przechowywanych w temperaturze poniżej -50oC.
Zgodnie z dyrektywą 92/1 Unii Europejskiej wymagane jest instalowanie w chłodniach składowych
urządzeń rejestrujących temperaturę i jej kontrolowanie wraz z oznaczeniem daty pomiaru. Pomiary
temperatury powinny być dokonywane w punktach uznanych za krytyczne, np. w pobliżu drzwi, w
środku komory. Takie dane powinny być przechowywane przez jeden rok. Również środki transportu
muszą być wyposażone w urządzenia rejestrujące temperaturę powietrza w komorze, a temperatura w
każdym miejscu rozlokowania ryb nie może być wyższa niż -18oC, z dopuszczalnymi krótkimi wahaniami temperatury do 3oC w czasie transportu. W ladach chłodniczych mrożone surowce i produkty rybne
muszą być przechowywane w temperaturze -18oC lub niższej, a. temperatura może być kontrolowana za
pomocą termometru. Zaleca się by nowe instalacje chłodnicze zawierały alarm dźwiękowy lub wizualny,
włączający się w razie wystąpienia nieprawidłowości.
Do zamrażania surowców i przetworów rybnych stosuje się szereg metod typu owiewowego, kontaktowego, immersyjnego, w skroplonych gazach (C02) i gazach kriogenicznych (LN2).
2.1. Czynniki wpływające na czas zamrażania
W wyborze optymalnych warunków mrożenia, w celu uzyskania wysokiej jakości produktów rybnych,
ważną rolę odgrywa czas lub szybkość zamrażania. W każdej metodzie zamrażania istotną rolę odgrywa
temperatura medium odprowadzającego ciepło z produktu. W większości urządzeń zamrażalniczych,
pracujących z zastosowaniem freonu HCFC 22 i jego zamienników, najniższą temperaturą jaką można
osiągnąć wynosi –40 ÷ -45oC. Ważnym czynnikiem umożliwiającym zwiększenie szybkości zamrażania
jest zmniejszenie grubości produktu. Stwierdzono, że dla każdej temperatury zamrażania istnieje optymalna grubość żywności, uwzględniająca szybkość zamrażania i wydajność procesu (Tab. 1).
Tabela 1. Zależność między temperaturą zamrażania a grubością zamrażanego produktu.
Wraz z obniżeniem temperatury zamrażania, zwiększa się wydajność urządzenia o około 7-8%.
Czas zamrażania surowców i przetworów rybnych zależy od zawartości w nich lipidów. Tłuste produkty charakteryzują się niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła, dlatego wymagają dłuższego czasu
29
zamrażania lub obniżenia temperatury zamrażania. Czas zamrażania zależy także od kształtu produktu
(tzw. parametr kształtu: stosunek objętości do powierzchni wymiany ciepła) - (Tab. 2).
Tabela. 2. Wpływ kształtu produktu na czas zamrażania.
W istotnym stopniu na szybkość zamrażania wpływa opakowanie. W zależności od rodzaju materiału
opakowaniowego czas zamrażania może ulegać wydłużeniu o około 15 -30%. W związku z czym powinno się stosować opakowania o wysokim współczynniku przewodzenia ciepła. Na szybkość zamrażania
wpływa także współczynnik przejmowania ciepła medium odprowadzającego ciepło z produktów.
Najniższym współczynnikiem przejmowania ciepła charakteryzuje się powietrze. Dlatego też w owiewowych metodach zamrażania szybkość zamrażania można zwiększyć przez zastosowanie wymuszonego ruchu oziębionego powietrza. Owiewowe metody zamrażania szczególnie wymagają uwzględniania
czynników wpływających na szybkość zamrażania (temperatura, grubość produktu, opakowanie, ruch
powietrza).
2.2. Urządzenia do zamrażania owiewowego
Do szybkiego zamrażania owiewowego (IQF) filetów rybnych, ryb porcjowanych, farszów, produktów o małej grubości, stosowane są urządzenia tunelowe. Mogą to być tunele taśmowe liniowe
(jednotaśmowe lub wielotaśmowe), w których zamrażanie żywności odbywa się w systemie ciągłym na
taśmie, przebiegającej wzdłuż tunelu (Rys. 3).
Taśma
Rys. 3. Tunel taśmowy liniowy.
Inny typ urządzeń owiewowych to tunele taśmowe spiralne, w których zamrażanie żywności odbywa
się na taśmie, oplatającej bęben (Rys. 4).
←Taśma
Rys. 4. Tunel taśmowy spiralny.
30
W zależności od rozwiązań technicznych mogą być urządzenia z jednym bębnem lub dwubębnowe.
Są to urządzenia uniwersalne przeznaczone do zamrażania szerokiego asortymentu produktów, łatwe
do dostosowania do linii produkcyjnej, gdyż produkowane są o różnej wydajności, z różnym rodzajem,
wysokością i szerokością taśmy. W celu zwiększenia współczynnika przejmowania ciepła stosowany jest
przepływ powietrza pionowy lub poziomy. Zaletą tych urządzeń są także małe wymiary gabarytowe.
Do zaawansowanych technologii owiewowego mrożenia należy tzw. uderzeniowe zamrażanie,
w którym odprowadzanie ciepła z produktu zachodzi pod wpływem strumieni zimnego powietrza dostarczanym pod dużym ciśnieniem, skierowanym na górną i dolną powierzchnię produktu (Rys. 5).
Rys. 5. Schemat przepływu strumieni powietrza w urządzeniach uderzeniowych.
Taki system nawiewu oziębionego powietrza powoduje zwielokrotnienie współczynnika przejmowania ciepła i szybkie jego zamrożenie. W celu zapewnienia wymaganej szybkości mrożenia takim systemem graniczna grubość produktu wynosi 25 mm. Oprócz grubości produktu efektywny czas zamrażania
jest uzależniony od pozostałych czynników wymienionych wcześniej.
W celu usprawnienia załadunku surowców czy produktów do tuneli czy komór typu owiewowego
mogą być zainstalowane podajniki dostosowane do każdego rodzaju urządzenia zamrażalniczego.
Ograniczone zastosowanie do zamrażania żywności w przemyśle rybnym mają metody fluidyzacyjne
i semifluidyzacyjne. Mogą one jedynie służyć do zamrażania krewetek lub innych małych rozmiarów
trwałych surowców, ze względu na możliwość ich uszkodzenia podczas zamrażania w ciągłym ruchu
obrotowym na tzw. poduszce powietrznej (łożu fluidalnym).
2.3. Urządzenia zamrażalnicze typu kontaktowego
Z metod kontaktowych powszechne zastosowanie mają urządzenia kontaktowe typu płytowego, jedno-, dwu lub trzykomorowe (Rys. 6).
Rys. 6. Urządzenie kontaktowe typu płytowego (dwukomorowe).
31
Służą one do zamrażania surowców rybnych w postaci bloków w tacach metalowych. W celu zapewnienia szybkiego mrożenia grubość bloków nie powinna przekraczać 60 mm, a temperatura powinna
wynosić co najmniej -30oC, a lepiej -40oC. Do zamrażania filetów rybnych stosuje się zamrażanie „shatter pack”, polegające na oddzieleniu folią polietylenową każdego filetu w bloku i „layer pack” – warstwy filetów przedzielone folią polietylenową. Zamrożenie surowca w taki sposób ułatwia rozdzielenie
poszczególnych filetów i bez rozmrażania mogą one podlegać wstępnym zabiegom technologicznym,
przygotowującym do wyrobu produktów.
Do metod kontaktowych należą również urządzenia typu bębnowego, służące do zamrażania farszów
rybnych, także wraz z dodatkami smakowymi i stabilizatorami białek (krioprotektanty) i lipidów (antyoksydanty). Farsze dozowane są automatycznie i rozprowadzane zainstalowanym nożem, równomiernie
na powierzchni bębna do żądanej grubości. Grubość naniesionego farszu jest regulowana specjalnym
ogranicznikiem. W takim urządzeniu mogą być także zamrażane filety czy też porcjowane surowce np.
w postaci cienkich plastrów. Grubość zamrażanych farszów czy filetów nie powinna przekraczać 10
mm, gdyż w innym przypadku nie uzyska się wymaganej szybkości mrożenia. Temperatura zamrażania
powinna wynosić co najmniej -30oC (Rys. 7).
Rys. 7. Urządzenie kontaktowe typu bębnowego.
2.4. Zamrażanie w skroplonych gazach
Do ultraszybkich metod zamrażania należą metody z zastosowaniem ciekłego dwutlenku węgla
(temperatura sublimacji stałego stanu skupienia wynosi -78,9oC, ciepło sublimacji 567 kJ/kg) i ciekłego
azotu (temperatura parowania -195,8oC, ciepło parowania 170,8 kJ/kg). Zamrażanie w tych gazach odbywa się w urządzeniach takiej samej konstrukcji. Jednym z typów są tunele taśmowe liniowe (Rys. 8)
o regulowanej szybkości przesuwu taśmy i automatycznym dozowaniu ciekłego gazu ze specjalnego,
izolowanego zbiornika, przeznaczonego dla określonego rodzaju gazu.
Rys. 8. Tunele taśmowe liniowe do zamrażania w ciekłym azocie.
32
Zbiornik na
ciekły gaz
W tunelu liniowym z zastosowaniem ciekłego azotu wyróżnia się cztery etapy (fazy) w czasie całego
procesu zamrażania (Rys. 9).
Rys. 9. Schemat tunelu liniowego do zamrażania w ciekłym azocie.
W pierwszej fazie następuje schładzanie i powierzchniowe podmrażanie surowca. W drugiej
zapoczątkowany jest proces zamrażania, w trzeciej (w strefie dozowania azotu) intensywne zamrażanie i
w czwartej wyrównywanie się temperatury. W każdej z tych stref występuje zróżnicowana temperatura,
najniższa w strefie natrysku, najwyższa w czwartej strefie. (Rys. 10).
Rys. 10. Rozkład temperatury w tunelu liniowym do zamrażania w ciekłym azocie.
Czas zamrażania jest ściśle uzależniony od temperatury w strefie natrysku ciekłego gazu i od grubości
surowca. W tej metodzie mrożenia grubość zamrażanego produktu musi być bardzo zbliżona, gdyż
różnica jednego milimetra wpływa istotnie na czas mrożenia. W celu uzyskania ultraszybkiego mrożenia
grubość produktu nie może być większa niż 3 cm, a temperatura optymalna zamrażania wynosi od -120
do – 150oC. Czas zamrażania szprotów, filetów śledziowych, filetów dorszowych i przetworów rybnych
kształtuje się od 4,5 do 8,5 minut. W przypadku stosowania niższych temperatur niż wymienione, rosną
straty ciekłego azotu, co zwiększa koszt zamrażania.
Wydajność zamrażalnicza urządzeń na ciekły azot musi być skorelowana z wydajnością procesu technologicznego danego zakładu produkcyjnego, gdyż w innym przypadku rosną znacznie koszty uzyskania w ten sposób mrożonej żywności. Ta metoda zamrażania nadaje się do każdego rodzaju surowców i
produktów rybnych pod warunkiem przestrzegania wymienionych parametrów. Zapewnia ona wysoką
33
jakość mrożonej żywności, a mikrokrystaliczna i/lub amorficzna struktura wody wpływa na zachowanie
naturalnych cech produktu.
W przypadku stosowania ciekłego dwutlenku węgla do zamrażania surowców i produktów rybnych
najniższą temperaturę jaką można osiągnąć w tunelu wynosi -78,9oC. Zamrażanie żywności odbywa się
w kontakcie z zestalonym CO2 ze względu na to, że ciekły dwutlenek węgla, wskutek rozprężenia do
ciśnienia zbliżonego do 1013hPa, zmienia stan skupienia do postaci stałej i zamrażanie odbywa się w
strumieniu śniegowego CO2. Gazowy dwutlenek węgła w urządzeniach zamrażalniczych (w odróżnieniu
od azotu) może być odzyskiwany, ale w około 50% i to w przypadku urządzeń o dużych wydajnościach
(ponad 2000kg/h).
Zużycie ciekłego azotu podczas zamrażania surowców i produktów rybnych zależy od temperatury
końcowej, do której są one mrożone i wynosi od 1,5 do 2,3 kg/kg żywności. Dobór warunków zamrażania
w ciekłym azocie surowców i produktów rybnych (przeprowadzony przez obecny Zakład Chłodnictwa
Akademii Rolniczej w Szczecinie) oraz ocena ich jakości w czasie zamrażania i zamrażalniczego
przechowywania wykazał, że żywność taka może być mrożona do końcowej temperatury -10oC, gdyż
przedział temperatur maksymalnej krystalizacji jest przekraczany bardzo szybko, z utworzeniem
mikrokryształów, a dalsze domrażanie w chłodni do temperatury co najmniej -18oC nie wpływa na zmiany jakości w czasie przechowywania w porównaniu z mrożeniem do temperatury końcowej -30oC.
Zużycie ciekłego dwutlenku węgla w czasie zamrażania surowców nieopakowanych zależy także od
zawartości w nich wody i w przybliżeniu wynosi: od 0,53kg na 1kg żywności o zawartości wody około
50% do 0,80kg na 1kg żywności o zawartości wody około 70% (wynika z dużej rozpuszczalności CO2 w
wodzie, która wynosi około 233cm3/100cm3).
Zaletą mrożenia kriogenicznego jest:
→ ograniczenie strat masy
→ zachowanie wysokiej jakości żywności
→ krótki czas zamrażania i małe zużycie energii elektrycznej (duża efektywność urządzeń)
→ małe wymiary urządzeń z możliwością ich przemieszczania i dołączania do linii produkcyjnej
→ szybkie obniżenie temperatury w czasie rozruchu urządzenia
→ łatwość zmiany parametrów mrożenia
→ prostota obsługi urządzeń.
Zarówno ciekły CO2 jak i ciekły azot mogą być stosowane w szafach kriogenicznych, przeznaczonych
do zamrażania jak i przechowywania, szczególnie w przypadku nadwyżek produkcyjnych. Gazy te mają
także zastosowanie w transporcie ryb mrożonych, a także ryb świeżych w specjalnie do tego celu skonstruowanych kontenerach.
2.4.1. Inne możliwości zastosowania ciekłego azotu i dwutlenku węgla.
Gazy te mogą być stosowane do powierzchniowego podmrażania surowców i produktów rybnych do
temperatur krioskopowych, ułatwiających krojenie oraz porcjowanie (np. cięcie na plastry filetów ryb
świeżych i wędzonych, porcjowanie farszów, krojenie sprasowanego gotowanego mięsa itp.), a także w
celu szybkiego schłodzenia mięsa podczas mielenia w kutrze. Dozowanie ciekłych gazów bezpośrednio
do kutra skraca czas produkcji mięsa mielonego, zwiększa wydajność surowca, przeznaczonego do
produkcji wędlin, hamburgerów itp. Ciepło tarcia, powstające podczas rozdrabniania, mielenia i rozcierania mięsa jest szybko odprowadzane wskutek bezpośredniego działania ciekłym gazem na surowiec,
co pozwala na zachowanie wysokiej zdolności utrzymywania wody, ograniczenie utleniania tłuszczu
(usuwane jest powietrze), zachowanie barwy i uzyskanie pożądanej konsystencji. Zapobiega także
gwałtownemu rozwojowi bakterii, co gwarantuje wysoką ogólną jakość mięsa rybnego. Dzięki dużej
wydajności chłodniczej skroplonych gazów, szczególnie ciekłego azotu, następuje szybkie obniżenie temperatury surowca do temperatury 0oC, optymalnej dla zachowania natywnej struktury białek, i dlatego
w takim procesie technologicznym można ograniczać lub eliminować dodatek substancji wiążących
wodę (np. fosforanów).
Jedną z metod produkcji szerokiej gamy wyrobów z zastosowaniem ciekłego azotu jest kriogeniczne
obtaczanie produktów mrożonych warstwą lub warstwami mieszaniny panierującej czy sosów. W tym
celu służą urządzenia zamrażalnicze bębnowe (tumblery) (Rys. 11).
34
A
B
Rys. 11. Urządzenia zamrażalnicze typu bębnowego (tumblery) na ciekły azot,
A –system zamknięty, B – system otwarty.
Mieszaniny panierujące dozowane są na szybko zamrożony produkt, co pozwala na uzyskanie wysokiej jakości i atrakcyjności wyrobów o charakterze żywności wygodnej. W urządzeniach tego typu może
być produkowany szeroki asortyment produktów. W ten sposób mogą być także zamrażane kawałki
mięsa rybnego, przeznaczone do dalszej produkcji, czy też poszczególne składniki produktów rybnych.
W zależności od potrzeb urządzenia bębnowe (tumblery) mogą być częścią otwartego lub zamkniętego
systemu zamrażalniczego (Rys. 11). Połączenie dozowania ciekłego azotu czy CO2 z rotacją bębna zapobiega zbrylaniu i zamarzaniu kawałków ryb i obniża zjawisko adhezji (przymarzania) podczas procesu
zamrażania.
Ciekły azot ma duże zastosowanie w nowoczesnej technologii produkcji granulowanej żywności (np.
surowcem może być tłuszcz stały i płynny) oraz wielu dodatków funkcjonalnych (emulgatory, stabilizatory i inne), przydatnych w przetwórstwie rybnym. Kriokrystalizacja surowców spożywczych umożliwia
uzyskanie dowolnej wielkości granuli, w związku z czym stosowanie ich w takiej postaci umożliwia
dokładne wiązanie się z poszczególnymi składnikami podczas produkcji przetworów.
Wymienione skroplone gazy mogą być stosowane do szybkiego obniżania temperatury w komorach środków transportu, gwałtownego obniżania temperatury ryb mrożonych przechowywanych
i przewożonych w kartonowych opakowaniach zbiorczych, a także dozując ich niewielkie ilości do ryb
schłodzonych lodem wodnym.
Dwutlenek węgla, sublimując, zwiększa ilość tego gazu w komorach czy środkach transportu i tym
samym modyfikuje skład atmosfery. Gaz ten ma właściwości konserwujące ze względu na ograniczanie
utleniania lipidów i hamowanie rozwoju mikroorganizmów.
Ciekły azot także może być dozowany do butelek w procesie rozlewania oleju, co powoduje wytworzenie atmosfery beztlenowej i usztywnienie butelek. Taka technologia pakowania oleju zapewnia
wysoką jego jakość w czasie przechowywania oraz wydłuża okres przydatności do spożycia i zastosowania w przemyśle przetwórczym.
2.5. Zamrażanie w roztworach soli
Do zamrażania ryb, szczególnie dużych rozmiarów, mogą służyć urządzenia typu immersyjnego, w
których surowiec znajduje się w bezpośrednim kontakcie z oziębionym roztworem chlorku sodowego
lub chlorku wapniowego czy też mieszaniną tych soli. Roztwór chlorku sodowego stosuje się o stężeniu
zbliżonym do eutektycznego, które pozwala na uzyskanie temperatury roboczej -18oC, nie niższej jednak niż około -21oC. Większą efektywność zamrażania immersyjnego ryb osiąga się w roztworze chlorku wapniowego, którego stężenie na ogół jest niższe niż eutektyczne (przy stężeniu eutektycznym temperatura wynosi -55oC), w związku z czym sól ta pozwala na dobór w szerokim zakresie temperatury
zamrażania. Rozwiązania techniczne urządzeń umożliwiają zamrażanie ryb przez zraszanie oziębionym
roztworem soli lub przez ich zanurzenie. Również można zamrażać łącząc metodę immersyjną (I etap zamrażanie do –5oC) z metodą owiewową (II etap - domrażanie do wymaganej temperatury końcowej).
Zamrażanie ryb nieopakowanych w roztworach soli powoduje dyfuzję soli do skóry i tkanki mięśniowej,
nadając im słonawy smak, w związku z czym po przechowywaniu surowiec przeznaczany jest do przetwórstwa.
35
2.6. Zamrażanie bez krystalizacji
W czasie tradycyjnego zamrażania surowców i produktów rybnych krystalizuje w nich tylko woda
wolna. Natomiast woda związana ze składnikami takiej żywności nie krystalizuje, również w bardzo niskich temperaturach (poniżej -80oC). W celu ograniczenia negatywnych zmian, wywołanych
przemianą fazową wody w lód, nie dopuszcza się do utworzenia kryształów lodu. Można to osiągnąć
przez zwiększenie ciśnienia osmotycznego w produkcie (np. ryby solone), przez modyfikację składu
chemicznego produktów rybnych, wytwarzanych na bazie mięsa mielonego, stosując dodatek hydrokoloidów i innych związków o właściwościach hydratacyjnych, w wyniku czego następuje zmniejszenie ilości wody wolnej. Również izolacja cząsteczek wody, np. przez wytworzenie emulsji, ogranicza
ich zdolność do wzajemnego zorientowania i powstawania zarodków, które są warunkiem krystalizacji.
Związanie cząsteczek wody, brak zjawiska jej krystalizacji w produkcie powoduje zachowanie wysokiej
jego jakości, skraca czas zamrażania (Rys. 12) i obniża koszty tego procesu. Dodatkową pozytywną cechą
tak zamrożonych produktów jest możliwość ich porcjowania bez konieczności rozmrażania.
Rys. 12. Dynamika zmiany temperatury w czasie zamrażania tradycyjnego (A)
i bez krystalizacji wody (B).
2.7. Dobór urządzeń zamrażalniczych
→ optymalne dostosowanie do surowców i produktów
→ możliwość włączenia do linii produkcyjnej
→ możliwość dostosowania urządzenia do wahań wydajności linii produkcyjnej
→ przewidywana wielkość godzinowej, dobowej, rocznej produkcji
→ wachlarz asortymentów
→ zapotrzebowanie robocizny i wymagane kwalifikacje obsługi
→ możliwość automatyzacji pracy urządzenia
→ zapotrzebowanie miejsca
→ koszty inwestycyjne urządzeń i ich efektywność
→ specjalistyczne urządzenia
→ uniwersalne urządzenia
→ możliwość zakupu i uzyskania części zamiennych
→ dostępny serwis
→ możliwość dostawy w systemie ciągłym skroplonych gazów
→ dostosowany transport do potrzeb urządzeń do zamrażania w skroplonych gazach
→ specjalistyczne zbiorniki zabezpieczające przed stratami skroplonych gazów
→ odzyskiwanie lub odprowadzanie par skroplonych gazów w czasie eksploatacji
3. Oznaczanie i zawartość polifosforanów w mrożonych filetach rybnych
- dr inż. Zdzisław Domiszewski
3.1. Status prawny stosowania polifosforanów
Związki fosforu od niedawna zostały dopuszczone w polskim przemyśle rybnym, głównie jako środki
36
zwiększające zdolność uwadniania białek oraz polepszające właściwości mechaniczno – strukturalne
farszu rybnego a częściowo również ze względu na ich działanie przeciwutleniające (Kołakowski 1986).
Ustawa o bezpieczeństwie żywności wprowadziła definicję, środka spożywczego zafałszowanego w
skrócie, pod pojęciem którego należy rozumieć środek spożywczy, którego skład lub inne właściwości
zostały zmienione, a konsument nie został o tym poinformowany, a więc na cały przemysł spożywczy
został nałożony obowiązek dokładnego oznakowania środka spożywczego, głównie pod kątem m.in.
składu.
Te wymagania wymuszają poniekąd na zakładach rybnych dokładniejszą kontrolę sprawdzania sprowadzanego surowca pod względem zgodności deklarowanego i rzeczywistego składu, gdyż w myśl Ustawy
karane ma być nawet nieumyślne wprowadzenie do obrotu środka spożywczego zafałszowanego.
W Polsce podstawowym aktem prawnym regulującym stosowanie substancji dodatkowych jest
Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 23 kwietnia 2004 r. w sprawie dozwolonych substancji dodatkowych i substancji pomagających w przetwarzaniu (Dz. U. z 2004r. Nr 94, poz. 933, z późn. zm.);
rozporządzenie to na stan dzisiejszy posiada status obowiązującego aktu prawnego.
Pewne informacje dotyczące stosowania substancji dodatkowych w tym i związków fosforu zawarte
są również w Codex Alimentarius (czyli w zbiorze międzynarodowego prawa żywnościowego tworzonego na forum Komisji Kodeksu Żywnościowego FAO/WHO), jednakże należy mieć na uwadze, że zawarte w Codex Alimentarius normy nie mają mocy prawnej. Mogą jednak służyć jako wzór do stanowienia krajowego prawa żywnościowego.
Wykaz związków fosforu dopuszczonych do stosowania w żywności jest duży
(Tab. 1) i mogą być one wykorzystywane pojedynczo lub w mieszaninie. Uzyskanie odpowiedniego
efektu poprzez dodatek związku fosforu zależy nie tylko od rodzaju użytej soli fosforanowej ale i jej
stężenia. Ze względu na uzupełniające się właściwości tych soli zaleca się stosowanie związków fosforu
w postaci odpowiednich mieszanin (Kołakowski 1986). W produktach żywnościowych dopuszczalny
dodatek związków fosforu w przeliczeniu na pięciotlenek fosforu (P2O5) jest różny i zależy m.in. od
funkcji technologicznej jaką ma pełnić w produkcie oraz ilości fosforu naturalnie występującego w nim
(Tab. 2).
3.2. Wykaz dozwolonych dodatków
Tabela 1. Wykaz dozwolonych substancji dodatkowych związków fosforu.
37
Ze względu na specyficzne właściwości technologiczne, największe zastosowanie w przemyśle rybnym mają następujące związki fosforu:
- fosforan trisodowy E 339 (iii),
- difosforan tetrasodowy E450 (iii)
- difosforan tetrapotasowy E450 (vi)
- trifosforan pentasodowy E451 (ii)
- polifosforan sodu E 452 (i).
3.3. Dopuszczalne dawki
W filetach z nieprzetworzonych ryb mrożonych i głęboko mrożonych maksymalny dopuszczalny
dodatek kwasu fosforowego i fosforanów: E 338, E 339, E 340, E 341, E 343, E 450, E 451 i E 452 wynosi
5g/kg P2O5. Oznacza to, że zarówno w przypadku stosowania jednej z ww. substancji, jak i w przypadku
stosowania mieszaniny tych substancji, ich łączna zawartość w produkcie nie może przekraczać wspomnianej dawki.
Mając na uwadze zalecenia Codex Alimentarius, należy pamiętać, że maksymalna zawartość P2O5
liczona z uwzględnieniem fosforu naturalnie występującego w mięsie nie powinna przekraczać w filetach ryb 10 g P2O5/kg mięsa.
Tabela 2. Maksymalny dopuszczalny dodatek związków fosforu w przeliczeniu na P2O5
w wybranych produktach spożywczych.
3.4. Metody oznaczania
W przypadku deklaracji producenta odnośnie niestosowania związków fosforu
w produkcji, wystarczającą analizą w celu ewentualnego stwierdzenia lub wykluczenia dodatku tych
związków jest przeprowadzenie analizy jakościowej wg PN-A-82060:1999 „Mięso i przetwory mięsne
– Oznaczanie zawartości fosforu”. Metoda ta generalnie polega na przygotowaniu ekstraktu, poprzez
wymieszanie mięsa z kwasem trójchlorooctowym (TCA) i wodą, a następnie przeprowadzeniu rozdziału
związków fosforu metodą chromatografii cienkowarstwowej (TLC). Na aktywowaną (10 min/100°C)
płytkę TLC pokrytą celulozą należy nanieść w odpowiednich odstępach wcześniej przygotowany ekstrakt z ryby oraz wodne roztwory wzorców związków fosforu. W celu dokonania rozdziału płytkę
należy wstawić pionowo do komory chromatograficznej, wypełnioną fazą ruchomą (alkohol izopropylowy/TCA/amoniak) na około 1h. Po chromatografowaniu należy wyjąć płytkę i wywołać związki fosforu, spryskując powierzchnię płytki najpierw wywoływaczem I (molidbenian amonowy/kwas azotowy)
a następnie II (roztwór siarczynu sodu). Ukazujące się na płytce niebieskie plamy w miejscu naniesienia
ekstraktu z mięsa, świadczą o występowaniu związków fosforu, które identyfikuje się poprzez porównanie współczynników opóźnienia (Rf) widocznych związków z wartościami Rf wzorców (RF = b/a,
gdzie a to odległość mierzona od miejsca naniesienia próby do czoła rozpuszczalnika, natomiast b to
odległość mierzona od miejsca naniesienia próby do środka plamy.
38
W przypadku deklaracji producenta w zakresie stosowania związków fosforu należy przeprowadzić
analizę ilościową, w celu dokonania kontroli czy nie zostały przekroczone dopuszczalne dawki tych
związków. Analizę tą można wykonać metodą spektrofotometryczną wg normy PN-ISO 13730:1999
„Mięso i przetwory mięsne – Oznaczanie zawartości fosforu całkowitego”. Metoda ta polega na spaleniu
próby a następnie przeprowadzeniu hydrolizy za pomocą kwasu solnego. Po przesączeniu i rozcieńczeniu
próby należy dodać mieszaninę monowandanu amonu i siedmiomolibdenianu amonu, celem utworzenia związku barwy żółtej. Na podstawie pomiaru intensywności absorbancji przy długości fali 430 nm
odczytuje się stężenie P2O5 z krzywej wzorcowej, którą należy przygotować wcześniej z roztworu podstawowego diwodoroortofosforanu potasu (KH2PO4).
3.5. Polifosforany w praktyce przemysłowej
Z badań przeprowadzonych przez Katedrę Towaroznawstwa i Oceny Jakości Akademii Rolniczej w
Szczecinie wynika (Tab. 3), że w mrożonych filetach rybnych dostępnych na polskim rynku, oprócz ortofosforanów naturalnie występujących w mięsie ryb, często obecne są związki fosforu wbrew zapewnieniom producenta o ich braku. Zdarzają się także przypadki stosowania śladowych ilości związków fosforu, prawdopodobnie w celu utrudnienia ich wykrycia.
Najczęściej zafałszowania dotyczyły filetów z pangi, co prawdopodobnie wiąże się z ekspansją tych
produktów na rynek europejski.
Tabela 3. Wyniki badań dotyczące występowania i zawartości związków fosforu w filetach ryb
x – stwierdzono obecność dodatku - nie stwierdzono obecności dodatku
pr – brak charakterystyki produktu * deklaracja producenta
w zakresie braku dodatku związków fosforu
śl – ilości śladowe
3.6. Literatura uzupełniająca
Kołakowski E., 1986, Technologia farszów rybnych, PWN, Warszawa
39
Notatki
40