При созревании происходят сложные биохимические, физико-химиче­ские и микробиологические процессы. Они вызваны действием тканевых и микробиальных ферментов, а также обезвоживанием фарша. Процессы соз­ревания начинаются при осадке, продолжаются при копчении и завершают­ся в результате длительной сушки.

Основные параметры этих технологических операций указаны на схеме (рис. 17.38).

К числу наиболее важных внутренних из­менений фарша, происходящих на фоне по­стоянного обезвоживания структуры, относят­ся качественное и количественное изменения микрофлоры, изменение величины pH, вели­чины активности воды, формирование струк­туры, вкуса, аромата и окраски колбас.

Качественные и количественные изменения микрофлоры проис­ходят постепенно как внутри, так и на поверхности продукта.

Хотя ход развития микрофлоры во многом зависит от первоначальной загрязненности фарша, общая тенденция примерно такова: в начальный пе­риод (осадка, копчение, частично сушка) количество микробных тел возра­стает, достигая десятков миллионов и более в 1 г фарша, затем постепенно общее число микробов уменьшается, причем среди них все большую роль на­чинают играть определенные виды. В первые дни сушки тормозится рост грамотрицательных бактерий на фоне беспрепятственного роста молочноки­слых бактерий и микрококков. В конце сушки молочнокислые бактерии по­степенно вытесняют другие виды, грамотрицательные бактерии полностью отмирают. Такая радикальная качественная и количественная трансформа­ции микрофлоры в процессе изготовления сырых колбас связана с обезвожи­ванием среды, повышением концентрации соли и снижением pH.

Соль, как фактор определяющий величину осмотического давления, при достижении в процессе обезвоживания концентрации 10 % оказывает угне­тающее действие на гнилостные бактерии.

Величина pH падает под влиянием автолитических процессов, а также молочной и других кислот, образующихся при сбраживании углеводов в процессе жизнедеятельности микрофлоры.

Жизнеспособность молочнокислых форм микроорганизмов объясняется их кислото- и солеустойчивостью, способностью развиваться в широком ди­апазоне температур при относительно низком содержании влаги.

Поверхностной микрофлоре сырых колбас (плесеням) обычно придают отрицательное значение, так как плесени вызывают нежелательные органо­лептические изменения продукта, а некоторые виды могут образовывать микотоксины. Для предотвращения неконтролируемого роста нежелатель­ных плесневых грибов применяют сорбат калия или безопасные виды пле­сени. Их наносят на поверхность колбас для обеспечения равномерного хо­да сушки и предотвращения окисления шпика.

Для благоприятной трансформации микрофлоры внутри колбасных ба­тонов в процессе ферментации в фарш вводят специальные бактериальные препараты и добавки, действие которых показано ранее.

Изменение величины pH. Низкое значение pH мяса важно не только для торможения роста гнилостной микрофлоры, оптимум развития которой находится в диапазоне pH 7,0-7,4, но и оказывает существенное влияние на скорость сушки. Величина pH в интервале, близком к изоэлектрической точ­ке белков мяса (5,1-5,5), создает лучшие условия для снижения водосвязую­щей способности и соответственно для сушки, является оптимальной для об­разования нитрозопигментов, ответственных за окраску сырых колбас.

Необходимо, чтобы в процессе ферментации показатель pH понижался не слишком быстро и не опускался значительно ниже 5,0, так как, во-пер­вых, водосвязующая способность при pH ниже 5,0 снова возрастает, а во-вторых, подавляется деятельность кислотоустойчивых микроорганизмов, оказывающих влияние на цвет, аромат и вкус ферментированных колбас. Считается, что исходная величина pH мяса около 5,8 обеспечивает хорошие условия для протекания биохимических процессов. На скорость и интенсив­ность снижения pH может влиять повышение температуры и слишком вы­сокие дозировки добавляемого сахара.

Изменение показателя a_w. Этот показатель можно регулировать, как и величину pH. Регулирование производится с помощью добавления саха­ров, соли, шпика, и в наибольшей степени, с помощью климатических усло­вий созревания.

Добавлением поваренной соли и шпика можно лишь частично устано­вить показатель a_w в начале созревания. Повлиять на показатель активно­сти воды во время процесса созревания можно регулированием относитель­ной влажности воздуха в камере созревания.

Активность воды довольно быстро снижается в ходе высушивания, осо­бенно в поверхностной зоне. В результате устанавливаются различия в кон­центрации соли поверхностных слоев и центра колбасного батона, так как происходит перемещение соли из поверхностных слоев колбасы к центру. Это благоприятно воздействует на микробиологическую стабильность цен­тральных слоев колбасы, которые высыхают относительно медленно. Если наружные слои колбасы консервируются в первую очередь под действием активного высыхания, то в центре консервирование достигается только за счет повышения концентрации поваренной соли. Результат обоих процессов выражается в снижении показателя a_w.

Формирование структуры ферментированных колбас с твердым срезом начинается с приготовления фарша. Сырье для производства сырых колбас подвергается лишь сравнительно грубому измельчению, так как де­струкция сырья уменьшает скорость сушки. Таким образом, в фарше пре­обладают элементы с клеточной структурой. Образование совершенно новой структуры — монолитной и твердой, завершается в процессе сушки и слу­жит одним из критериев готовности колбасы.

Структурообразование происходит в связи с развитием в фарше двух противоположно направленных процессов:

• ферментативного гидролитического распада белковых компонентов фарша, следствием которого является разрушение клеточной струк­туры частиц фарша, и достижения микроскопической однородности структуры, свойственной готовому продукту;
• формирования пространственного структурного каркаса путем агре­гатирования белков вначале в результате коагуляционных связей, а в дальнейшем по мере обезвоживания, вытеснения этих связей кон­денсационными, вследствие чего каркас приобретает прочность.

Гидролиз белков происходит под действием как тканевых протеаз, так и бактериальных ферментов. Активность мышечных катепсинов повышается в результате механического разрушения внутриклеточной структуры и внесе­ния 2-3 % соли при приготовлении фарша, а также снижения pH (наиболь­шая протеолитическая активность проявляется при pH 5,4).

Участие протеаз, продуцируемых микроорганизмами, в гидролитиче­ском расщеплении белков фарша особенно значительно при высоком содер­жании влаги и низкой концентрации соли, т.е. в начальный период фермен­тации. При снижении влажности фарша примерно 55 % к сухому остатку и достижении концентрации соли около 10 % общее количество микроорга­низмов снижается. Если такая степень обезвоживания будет достигнута преждевременно, разрушение тканевой структуры будет менее полным.

Очевидно, что ход ферментативных процессов и обезвоживание фермен­тированных колбас взаимосвязаны. Деятельность ферментов и развитие микрофлоры обусловлены наличием достаточного количества влаги и кон­центрацией в ней соли, т.е. зависят от хода обезвоживания. С другой сторо­ны, структурные изменения уменьшают скорость сушки.

В результате ферментативной деструкции белков происходят специфи­ческие изменения целостности мышечных волокон и гомогенизация массы, повышается пластичность фарша. Начальная стадия гидролитического рас­пада делает белок более легкоусвояемым.

По мере обезвоживания фарша уменьшается пластичность, водосвязую­щая способность и липкость фарша на фоне уменьшения растворимости белков, что свидетельствует о развитии коагуляционного взаимодействия между белковыми частицами и об упрочнении связей между ними.

Фибриллярные мышечные белки, которые под действием соли находи­лись в растворимом состоянии (золь), переходят в желеобразное состояние (гель). Гелеобразованию способствует снижение pH и обезвоживание фар­ша. В результате агрегатирования белков мышечные частицы слипаются и образуют непрерывный пространственный каркас, в ячейках которого за­ключены частицы жира. Продукт приобретает однородную, твердую и хоро­шо связанную структуру. Схематическое изображение процессов структурообразования ферментированных колбас показано на рис. 17.39.

Важными факторами, влияющими на степень твердости сухих колбас, являются степень высыхания и количество шпика в фарше. Колбасы, в ре­цептурах которых высокое содержание шпика, имеют после изготовления высокий показатель pH и нежелательную твердость.

Гидролитический распад белков протекает с большей скоростью в цен­тре батона, а агрегатирование — во внешнем слое. Это дает основание реко­мендовать вести процесс сушки сырых колбас с наименьшим градиентом влажности.

Формирование структуры мягких, намазываемых колбас, как указыва­лось ранее, происходит за счет обволакивания жировой эмульсией частиц мяса. Взаимодействие мясных белков при этом блокируется жировым сло­ем. Необходимым условием для образования такой пластичной структуры является преобладающее количество жировой ткани, ее тонкое измельчение и эмульгирование. Частицы мышечной ткани сохраняют свою структуру.

В формировании вкуса и аромата созревающих ферментированных колбас принимают участие многочисленные компоненты. Некоторые из них добавляются в процессе производства — соль, специи, коптильный дым. Ос­новная же часть вкусоароматических веществ образуется в результате фер­ментативного расщепления жиров, углеводов и белков.

Под действием липазы, присутствующей в мясе, а также бактериальных ферментов (наиболее активны микрококки, а также плесневые грибы и дрожжи при производстве колбас с налетом плесени) образуются свободные жирные кислоты. Вступая в реакцию с кислородом воздуха, они образуют в качестве конечных продуктов окислительно-восстановительных реакций альдегиды, кетоны, летучие жирные кислоты, спирты, эфиры. Эти вещества обладают очень интенсивным ароматом.

Расщепление углеводов вызывают лактобактерии, которые, накапливая молочную и др. кислоты, способствуют возникновению кисловатого привку­са и аромата, доминирующего в ферментированных продуктах ускоренного созревания.

Протеолитические процессы, вызывают расщепление растворимых белков до пептидов и аминокислот. Из последних могут образовываться летучие жир­ные кислоты, аммиак, амины, серосодержащие компоненты (меркаптаны и др.).

Необходимо отметить, что только совокупность всех образующихся со­единений формирует присущий готовому продукту вкусоароматический «букет». Выраженность отдельных оттенков аромата и вкуса зависит от ви­да соединений, их количества и пороговой концентрации.

Формирование окраски сырых колбас достигается введением в фарш нитрита натрия. Однако условия цветообразования имеют свои отличитель­ные особенности:

• низкие температуры ведения технологического процесса;
• постепенное снижение влагосодержания;
• рост концентрации хлористого натрия;
• присутствие денитрифицирующих бактерий;
• сдвиг pH в кислую сторону.

Первые три фактора ингибируют активность естественных ферментных систем, что отрицательно сказывается на реакции цветообразования.

Влияние денитрифицирующих бактерий зависит от их вида и условий созревания колбас. В результате денитрификации некоторых видов микро­флоры могут образовываться более восстановленные продукты денитрифи­кации: азот, аммиак и др. Количество окиси азота при этом уменьшается, окраска оказывается недостаточно выраженной и стабильной. Нежелатель­ный ход денитрификации может быть изменен введением в фарш денитри­фицирующих бактерий, продуктами жизнедеятельности которых преимуще­ственно является окись азота.

Сдвиг pH в кислую сторону в ходе ферментации несколько улучшает процесс цветообразования.