В 2003 году вышел новый ГОСТ, регламентирующий производство вареных колбас и сосисок. ГОСТ 23670-79 от 1979 года ушел в историю, вместе с ним ушли традиционные методы производства этой продукции.

Цель данной статьи – акцентировать внимание технологов на некоторых особенностях современного технологического процесса, которые вызваны существенными изменениями в рецептурах и новыми упаковочными материалами. Эти изменения требуют все более дифференцированного подхода к каждому конкретному продукту. Приходят времена, когда стандартизация технологии не должна означать унификации, а должна разрабатываться на каждом предприятии индивидуально на базе новых знаний о  колбасном производстве. Другой вопрос, что сейчас база знаний не совсем полная, и ее необходимо дополнить серьезными научными исследованиями. Об этом и пойдет речь.

В основной массе на российских мясокомбинатах остались неизменными две составляющие производственного цикла – оборудование и термообработка. Оборудование включает в себя фаршеподготовительные механизмы, набивочные машины и термические камеры. Если оценивать с точки зрения технического прогресса этапные изменения от конной тяги до автомобильного двигателя, за последнее время, кроме более полной автоматизации, никаких революционных изменений в куттерах, в шприцах и в термокамерах не произошло. То же самое можно сказать и про цикл термообработки. Чтобы получить на выходе колбасу, фарш в оболочке по-прежнему надо обжарить и сварить. Для придания желаемых характеристик конечному продукту можно  варьировать длительность и интенсивность этих процессов, отказываться от осадки или от копчения, даже от душирования. Но в совокупности параметров термическая обработка не менялась с середины прошлого века.

А что же изменилось? Изменились состав фарша и упаковочные материалы, которые этим фаршем наполняют.

Если построить хронологический порядок изменений с причинно-следственными связями, то картина последних 10-15 лет получится следующая:

• Внедрение в производство барьерных полиамидных оболочек. Первые оболочки были однослойными нетермоусадочными, что привело к широкому применению фосфатосодержащих добавок для связывания и удерживания свободной  влаги в фарше. Большое внимание уделялось подготовке сырья, в том числе предварительному посолу мясной массы и времени выдержки в нем, так как именно на этой стадии автолитические процессы в присутствии поваренной соли протекают с максимальным технологическим эффектом, обеспечивая высокую водосвязывающую способность белков, а также формирование цвета и органолептических показателей. 
• Появление термоусадочных однослойных и многослойных барьерных оболочек. В общем случае – исключение циклов подсушки и копчения при термообработке колбас.
• Повсеместное применение вкусо-ароматических добавок, имитирующих копчение. Одновременно – расцвет массового применения соевых белков, как для замены мясосодержащего сырья и связывания воды, так и с целью повышения общей пищевой ценности продукта (компенсация недостатка полноценного белка).
• Начало снижения себестоимости продукции и ее отпускной цены в торговой сети.

Растительные белки становятся неотъемлемой частью почти каждой рецептуры, появляются гелеобразующие препараты, каррагинаны, животные белки различного происхождения для приготовления эмульсий. Гонка за удешевлением колбас приводит к тому, что в рецептуре начинают появляться все новые и новые заменители мяса и функциональные добавки, вплоть до манной крупы и крахмалосодержащих веществ. Плюс к этому - недостаток сырьевых ресурсов, внедрение блочного сырья в состав рецептур,- и, как результат, рост доли немясных функциональных компонентов в составе колбасных изделий.  

Попытки сохранить влагу в фарше в процессе термической обработки начинают затрагивать и группу копченых колбас. Появляются рецептуры, в которых исключается сам процесс копчения, его заменяют все те же смеси специй, ароматизаторы и красители. В других случаях стадия копчения сокращается до 15-20 минут. Кроме того, приобретает популярность замена основного сырья соевыми гранулами, с целью придания монолитности срезу и удешевления колбасы в целом. В некоторых случаях подобные замены окрашенными в цвет мяса соевыми гранулами достигают до 25-30%.

При этом мало кто учитывает, что колбаса с подобным составом является сложной комбинированной системой с определенными физическими и химическими свойствами и имеет свои особенности поведения в термодинамической среде  при тепловой обработке. Биологические свойства сырья, которое используется в фарше, все теснее сплетаются с физическими свойствами, поскольку все традиционные методы приготовления колбас были рассчитаны на хорошо изученные свойства животных тканей и не учитывали поведения заменителей основного сырья в составе продукта.

Возьмем для примера колбасу 50 лет назад, как она вела себя в процессе производства в самом простом схематичном виде. Колбаса представляла собой мясной фарш, состоящий из фрагментов мышечной, соединительной и жировой тканей и воды, который упаковывался в кишечное сырье. То есть это была система,  представляющая собой эмульсию, состоящая из белков мышечной и соединительной тканей с жиром и водой. Все  белки имеют свойства коагулировать при тепловом воздействии в широком диапазоне температур. Самые прочные из них, коллаген и эластин, входящие в состав соединительной ткани, свариваются при более высоких температурах, чем белки мышечной ткани. Так, при  65-75 ºС происходит сваривание коллагена, а при нагревании его во влажной среде свыше 80 ºС  -  тепловая денатурация и разрушение. В процессе коагуляции белки сжимаются, прочно «склеиваясь» друг с другом, образуют монолитную структуру, при этом соединительнотканные белки теряют эластичность.  Это часть физических процессов, которые происходят с ними в термодинамической системе во время производственного цикла тепловой обработки.

Мышечная и соединительная ткани, которые содержатся в фарше, ведут себя примерно так же, как и натуральная оболочка, в которую сформован этот фарш. На первой стадии происходит тепловое расширение, как с любым физическим объектом под воздействием нагревания. При достижении температуры коагуляции, белок начинает сжиматься и соответственно стремится занять меньший объем. При этом термоусадка оболочки идет синхронно со сжиманием животных белков в фарше. Однако если будут нарушены технологические правила, и нормативные температуры превысят безопасный порог, произойдет разрушение белка. В случае с фаршем, теряются связи внутри белков, они становятся хрупкими, но из-за присутствия свободной влаги и других веществ внешние признаки денатурации не сильно заметны. Зато кишечная оболочка при тех же условиях стремительно теряет свои прочностные характеристики  и не способна удерживать наполнитель под воздействием агрессивной тепловой и газовой обработки. В данном случае под "газовой" подразумеваются водяной пар и коптильный дым в термокамере.

Если же технические условия в процессе производства были соблюдены, на выходе мы получали классическую колбасу с поверхностным коагуляционным слоем, который принято называть "корочкой обжарки", в оболочке, интенсивно окрашенной коптильным дымом, что также является внешним признаком коагуляции коллагена.

Вернемся в наше время. Любой, кто читает данную статью, скажет, что сейчас разнообразие выбора наполнителя и оболочки для него делает невозможным поиск универсальных решений на все случаи жизни. Как говорится "белый верх - черный низ, черный верх – белый низ, и все то же самое, но с перламутровыми пуговицами". Выбор огромен. Остались и классические колбасы высших сортов в натуральной оболочке, и, ставшие классическими, копченые колбасы в белковых оболочках. Есть качественные продукты высшего сорта в полиамидной оболочке, и есть дешевые изделия с максимальным сроком хранения.

Благодаря производителям полиамидных оболочек, давшим толчок для развития целой отрасли функциональных добавок, среднестатистический производитель колбас хорошо представляет себе, как делать колбасу в полиамиде. "Обучение" технологов происходило с середины 1990-х годов и до последнего времени. Изначально учились уменьшать закладку воды, применять фосфатосодержащие добавки, избавляться от бульонно-жировых отеков и морщин, потом учились добавлять воду все больше и больше и связывать ее карагинанами и подобными веществами. В настоящее время существует разнообразное количество однослойных и многослойных оболочек с разной степенью термической усадки, и не меньшее количество добавок, позволяющих имитировать любой вкус, консервировать продукт без автоклавов и снижать содержание дорогого мяса в колбасе.

На самом деле процесс внедрения полиамидных оболочек был долгим и непростым, как для технологов, так и для производителей этих оболочек. Приходилось ломать традиционные устои, менять косность мышления работников самой консервативной отрасли в пищевой промышленности. Зато сейчас, пройдя этот тернистый путь, многие технологи считают, что они умеют гибко перестраивать производственный процесс под новые веяния и, уж коли, научились делать "вегетарианскую" колбасу в полиамиде, то ничем новым и более сложным их не напугать. Пугаться, конечно, не надо, но, на самом деле, с момента широкомасштабного внедрения полиамидных оболочек произошло немало событий, которые требуют такого же нетрадиционного подхода к решению технологических проблем. Если высказаться кратко – колбаса стала другой, и она требует сильно дифференцированного подхода к производству каждого отдельного типа.

Приведем еще один простой пример. Возьмем еще один схематичный рецепт стандартной колбасы, выпускаемой в последние годы. Пусть она будет, как сейчас принято выражаться, продуктом эконом-класса. Такой продукт состоит из низкосортного мясного сырья,  большого количества растительных белков, как то: соя или крахмал,  и, если не упоминать воду, то остаются добавки, связывающие ее и придающие колбасе вкус.

Такой продукт может быть наполнен в любую оболочку, не важно полиамидную, белковую или целлюлозную. Большинство оболочек, которые используются в современном производстве, обладают свойствами термоусадки. Хотя эти свойства обусловлены разными причинами и имеют разные физические параметры, тем не менее, в своем поведении в термодинамической системе они приводят к похожим физическим явлениям.  В полиамидные оболочки свойства усадки закладывают специально, для повышения потребительских характеристик этих изделий. Белковые оболочки, как уже описывалось в первой части статьи, обладают свойствами усадки при нагревании в силу органических свойств коллагена. Целлюлозные и фиброузные оболочки также являются термоусадочными, хотя и в меньшей степени, чем упомянутые выше.

Полиамидные оболочки стараются делать с параметрами термоусадки 10-16%, причем температура начальной точки усадки все время поднимается изготовителем с целью улучшения свойств оболочки. На раннем этапе развития полиамидных оболочек это были значения температур 35-50ºС, сейчас их удалось поднять до 60-65ºС. 

Белковые оболочки имеют способность к усадке порядка 10-12% при температуре 65-72ºС, фиброузные могут усаживаться на 6-8%, и целлюлозные - еще немного меньше.

Можно сказать, что все популярные оболочки на данном этапе имеют схожие физические характеристики.

На этих параметрах не зря заострено столько внимания, и ниже будут даны соответствующие объяснения.

Итак, наша колбаса набита в термоусадочную оболочку. Как поведет она себя в термичке в качестве термодинамической системы? Есть уже известные параметры поведения животного белка. При нагревании от 6 до 60ºС он будет расширяться, при дальнейшем повышении температуры основная масса белка вступит в стадию коагуляции и начнет сжиматься. Примерно при том же пороговом значении будет сжиматься и оболочка. Остальные же составляющие поведут себя по другому. Растительный белок имеет иные пороговые значения. Например, точка заваривания крахмала 80ºС, до достижения этой температуры крахмал активно набухает и расширяется,  у соевых белков температура начала коагуляции также близка к этому значению. Сравнив эти данные, мы видим, что вся колбаса, как система, расширяется и поступательно увеличивается в объеме до температуры примерно 60ºС, далее она распадается на отдельные компоненты системы, и часть вещества в колбасе начинает сжиматься, а другая продолжает увеличиваться в объеме. Наиболее значимыми компонентами, которые будут влиять на поведение всей системы и которые имеют наибольшие интервалы изменения своего физического состояния, - это оболочка с большой величиной усадки 8-16% и растительный белок со способностью к расширению на 20-25%. Оболочка сжимает наполнитель со значительным усилием в коротком диапазоне температур, при этом большая часть наполнителя увеличивает свой объем в том же диапазоне температур. В системе возникает избыточное внутреннее давление. Последствия этого могут быть самыми разными: оболочка не выдержит и лопнет, или же наполнитель приварится к внутренней поверхности оболочки и при разрезании батона останется на оболочке. В дальнейшем, при охлаждении колбасы после варки, многое зависит от  компонентов фарша и от типа оболочки. Любой эластичный материал имеет порог расширения-растягивания. Более того, любая оболочка имеет неравномерную толщину. Белковые, например, имеют разброс +/-15-20 микрон, а полиамидные +/-5 микрон. Если превысить этот порог, то термоусадочная оболочка потеряет свои усадочные свойства, точнее она будет растянута неравномерно и более тонкие ее части будут растянуты больше, чем другие. Возникнет эффект пузыря на воздушном шарике, который не будет заметен глазу, но скажется позже.

Тут возникнет вопрос: кто сильнее – кит или слон? Если оболочка сможет противостоять давлению, с которым растительный белок будет ее распирать, то конечный продукт спасен, если же фарш окажется "сильнее", то, потеряв свою способность к усадке, оболочка сморщится после охлаждения под душем.

Все эти явления очень неприятные, и технолог обязан учитывать их при производстве подобных видов колбас.  Подбирать более эластичную или менее термоусадочную оболочку, пробовать "легкосъемные" типы, искать баланс в режимах термообработки и т.д.

Обобщая все выше сказанное, следует подчеркнуть, что невозможно составить некие универсальные режимы для термокамер, подготовить универсальные рекомендации для оболочек, дать универсальные советы по применению белковых и функциональных добавок. Колбаса из куриного фарша с добавлением крахмала ведет себя совершенно по-другому, чем колбаса из мясного сырья с добавлением сои.

Данный пример должен был подчеркнуть основной тезис статьи о том, что в изменившихся условиях производства, технологи часто работают с новыми рецептурами "методом тыка", подбирая добавки, оболочку, режимы термообработки. Знаний о том, как ведет себя та или иная система, состоящая из оболочки и эмульсии в тех или иных условиях, не вполне достаточно.  Доступных вариантов подготовки сырья, программ для термической обработки, выбора оболочек и добавок – всего этого много, но комбинации всех вариантов могут запутать любого специалиста, так как нет систематизации изменений и новшеств в современной технологии колбасного производства. Скажем, грамотный практик-исследователь способен решить частную проблему, возникшую на N-ском комбинате многими способами, начав с этапа измельчения сырья, варьируя процент и состав добавок, подобрав оболочку, изменяя режимы "термички",  даже изменив параметры набивки оболочки и настроив набивочное оборудование. Такие специалисты есть, значит, на практическом уровне скоплены знания о решении тех или иных проблем, однако теоретического освоения этих знаний нет.

Нашему отраслевому институту необходимо всерьез заняться изучением как теплофизических процессов, происходящих при приготовлении колбас разного состава, так и методов приготовления с учетом этих процессов. Это нужно для того, чтобы составить обновленную базу знаний, которую технологи на различных предприятиях могли бы использовать, для того чтобы в своих конкретных условиях разработать или подкорректировать технологию приготовления определенного продукта. Помимо колбас, изготовленных по ГОСТу, которые все еще возможно приводить к единому стандарту на сильно различающихся между собой мясокомбинатах, существует огромная масса продуктов, производящихся на основании вновь разработанных ТУ, и считать, что такие продукты могут вести себя одинаково на абсолютно любом предприятии, было бы ошибкой.

Назрела необходимость внимательно изучить, как же ведет себя колбаса при разных рецептурах и в разных упаковочных материалах. Огромное разнообразие ТУ, добавок, оболочек требует научных и лабораторных исследований с тем, чтобы составить более дифференцированную документацию по разным видам колбас, особенно в зависимости от их сортности и состава.

Здесь необходимо коснуться организационно-регламентирующей стороны вопроса и апеллировать к мнению технологов и руководителей производств. Вполне возможно, что должна измениться сама система регламента. ГОСТ и общероссийские ТУ не могут предусмотреть слишком большие различия между малыми и большими производствами, между разным сырьем, происходящим из совершенно разных уголков мира, между местными конкретными условиями производства и имеющимся оборудованием. Технологические инструкции, которые являются неотъемлемыми частями ГОСТа и ТУ, не способны помочь в решении проблем на конкретном мясокомбинате, и даже наоборот способствуют возникновению новых. Если эти инструкции повсеместно нарушаются в силу невозможности соблюдения всех режимов, то они должны перестать регламентировать условия производства. Должны быть сняты все ограничения по температурным режимам производства, по длительности циклов и по многим другим параметрам, характеризующим физические процессы  на всех стадиях изготовления колбас. Если Министерство и отраслевые институты не несут ответственности за то, какой продукт выпускает то или иное предприятие, а вся мера ответственности лежит на самом предприятии, значит, технологическая служба комбината или завода должна иметь возможность сама составлять технический регламент и технологические инструкции для своего предприятия в рамках ГОСТа или ТУ. Общероссийские стандарты должны обязать производителя выпускать продукцию,  которая соответствует нормам санитарной и биологической безопасности, которая имеет регламентированную и контролируемую пищевую ценность, но не ограничивать его техническими режимами производства.  Вместе с тем научные организации должны помочь производителям рекомендациями и теоретическими основами нового производства, а административные и государственные органы должны профинансировать необходимые исследования и помочь внедрению новых знаний в нашу промышленность. Здесь мы говорим о биофизических и физико-химических аспектах технологии, а есть еще новейшие экономические исследования и знания, которые нужны производству. И для науки и для государства открыты огромные возможности, как помочь развитию отечественного производителя своим мощным научным и административным потенциалом.

В свою очередь мясоперерабатывающим комбинатам, производителям добавок и упаковочных материалов, крупным торговым структурам, связанным с мясной индустрией, не следует ждать "у моря погоды". Если организовать небольшие, но регулярные финансовые отчисления в специальный фонд научных разработок, скажем, в рамках Мясного Союза, и доверить авторитетной комиссии распределять средства из такого фонда на наиболее значимые и востребованные научные исследования, можно, независимо от государственного финансирования, в ближайшем будущем получить весомый результат.

Возвращаясь к более обыденным и конкретным вещам, хочется закончить на оптимистической ноте. Возможно, в результате будущих исследований появятся не только новые программы для термообработки, разные варианты подготовки эмульсии, отличные от традиционных, или новые неожиданные рекомендации по применению комплексных добавок и новых видов оболочек, но и новые технические приспособления и новое революционное оборудование, которые помогут технологам направить изменяемые физические процессы на благо их производства.

Научный прогресс, несомненно, способен подтолкнуть отрасль к дальнейшему развитию, тем более что экономика уже внесла существенные коррективы в старые традиции производства.