Способы применения коптильных препаратов для получения продукции, имитирующей дымовое копчение

1. Введение

     Копченая  рыба – вкусный, питательный, готовый  к употреблению без дополнительной кулинарной обработки продукт со специфическим ароматом, вкусом и  цветом.  
 В зависимости от температуры различают копчение холодное, горячее и полугорячее.  
 Холодное копчение ведется при температуре не выше 40 градусов, горячее копчение осуществляется при температуре от 80 до 180 градусов, а полугорячее – 50-80 градусов.  
 В зависимости от способа применения продуктов неполного сгорания древесины копчение рыбы подразделяют на дымовое, бездымное и смешанное.  
 Дымовое или обычное копчение осуществляется дымом, образующимся при неполном сгорании древесины.  
 Бездымное или мокрое копчение – это копчение коптильными препаратами, которые представляют собой экстракты продуктов термического разложения древесины, подвергнутые специальной обработке.  
 Смешанное или комбинированное копчение представляет собой сочетание дымового и мокрого копчения. При этом способе рыбу, предварительно обработанную коптильным препаратом, докапчивают древесным дымом. [1] 
 Таким образом, можно выделить положительные стороны копчения: с помощью этого широко распространенного технологического приема при изготовлении разнообразной продукции из рыбы получают не только продукты, обладающие особыми привлекательными вкусовыми свойствами, но и изделия (прежде всего холодного копчения), которым присуща повышенная устойчивость к окислительным и микробиальным изменениям при хранении. Вместе с тем традиционное копчение, т.е. обработка подготовленных полуфабрикатов непосредственно древесным дымом, имеет ряд недостатков.  
 Одним из таких недостатков является трудность получения партий однородной готовой продукции. Отчасти это связано с невозможностью получения однородного и стабильного по составу коптильного дыма, поскольку в дымогенераторах любых конструкций и температура, и другие условия образования дыма в локальных зонах термического разложения органической массы древесины (опилки, щепа, стружки, чурки, дрова) непрерывно изменяются, поэтому в целом возникновение коптильного дыма в значительной степени носит хаотический характер. 
 Использование же коптильных препаратов позволяет получать готовые изделия, максимально унифицированные не только по вкусовым показателям, но и по колеру, т.е. окраске поверхности копченых продуктов в специфические цвета с глянцевито-желтым, лимонным, золотистым (для рыбных продуктов) или красновато-коричневатым (для колбас, окороков холодного копчения) оттенками.  
 Другим существенным недостатком копчения при помощи древесного дыма является наличие в дыме канцерогенных и токсических веществ, вредных для здоровья человека (эти вещества относятся к полициклическим ароматическим углеводородам, в  числе которых 3,4-бензпирен, проявляющий наибольшую канцерогенную активность). Коптильные препараты не обладают таким недостатком, так как при их производстве используются методы, исключающие попадание вредных веществ в конечный продукт. 
 
 

2. Классификация коптильных  препаратов и способы  их изготовления

  Для устранения недостатков и решения проблем, связанных с применением коптильного дыма, особый интерес представляет использование коптильных препаратов и жидкостей. Применение коптильных препаратов и жидкостей позволяет: интенсифицировать процесс обработки; получить однородную по качеству копченую продукцию; избежать накопления в продукте канцерогенных веществ; автоматизировать технологический процесс; ограничить загрязнение окружающей среды коптильными компонентами. 

Коптильные  препараты и жидкости.       Препараты представляют собой концентраты коптильных компонентов, требующие перед использованием предварительной подготовки, а жидкости – это, как правило, растворы коптильных компонентов, готовые к употреблению.  
 Коптильные препараты могут быть классифицированы по способу их получения на две основные группы: жидкости, полученные из парогазовых продуктов термолиза древесины путем селективной конденсации коптильных компонентов дыма или путем улавливания компонентов дыма водой; синтетические коптильные препараты.  
 Препараты первой группы находят в последнее время широкое применение для поверхностной обработки большого числа пищевых продуктов. Коптильные компоненты из конденсатов дыма могут быть растворены в воде, извлечены органическими растворителями или адсорбированы пряностями, сахаром, крахмалом, солью, жиром и другими веществами. Снижение содержания канцерогенных веществ в коптильных препаратах до возможно минимальных концентраций достигается различными приемами в процессе их приготовления.  
 Синтетические коптильные препараты получают путем смешивания отдельных химических соединений, используя при этом накопленные знания об их роли в создании аромата и вкуса копчености, а также об их антиокислительном и бактериостатическом действии. В препаратах этой группы полностью отсутствуют канцерогенные вещества. Как правило, синтетические коптильные препараты предназначены для введения внутрь продукта, поэтому эти препараты могут быть скорее отнесены к коптильным ароматизаторам (КА), таким как «ВНИИМП-1», «Жидкий дым» и другие.  
 К группе коптильных ароматизаторов, как правило, предъявляются более высокие санитарно-гигиенические требования, так как эти препараты не наносят на поверхность продукта, а вводят внутрь посредством шприцевания и другими способами.  
 Отсюда следует, что коптильные ароматизаторы могут использоваться для приготовления в основном фаршевых изделий (например,рыбных фаршей). [2] 
 В настоящее время для целей бездымного копчения предлагается большое количество разнообразных по технологическим свойствам, химическому составу и способам применения коптильным препаратов и коптильных жидкостей (в том числе ароматизаторов) с самыми разными названиями и индексами: Аромат копчения, Вахтоль, ВНИРО, Вобеоль, ВНИИМП и ВНИИМП-1, Геркосеф-1, Геркосеф-2 и Геркосеф-3, Жидкий дым-062, Жидкий дым-063, КП-74, Концентрат 8027, Коптильная соль, Коптильное масло, МИНХ, ПДВ, Смоуктекс, Хекосеф, Фюмаром жидкий, Фюмаром жирорастворимый, Чарзол и др.[3]       Основными источниками для производства коптильных жидкостей, коптильных препаратов или концентратов коптильного дыма, предназначенных для замены обычного (дымового) копчения, являются органические соединения, получаемые при медленном или форсируемом термолизе древесины при условии неполного окисления (горения) органической массы древесины. При этом используют преимущественно древесину лиственных пород, лишь в отдельных случаях применяют древесину хвойных пород, которую при этом подвергают специальной обработке. В отдельных разработках предлагается использовать не древесину, а специфические источники сырья, например лигнин или целлюлозу.  
 Все имеющиеся коптильные препараты подразделяют на следующие основные категории:  
- коптильные препараты, изготавливаемые из конденсатов древесного дыма, предназначенные для обработки пищевых продуктов с поверхности. Пригодны для производства рыбы холодного и горячего копчения, консервов типа «Шпроты в масле» и т.п.;  
- коптильные препараты, изготавливаемые из конденсатов дыма и преимущественно используемые для целей копчения путем введения их в продукт на различных стадиях технологического процесса его производства.    Рекомендуются при производстве различного рода формованных и структурированных изделий из рыбы, консервов различных видов и др.;  
- коптильные препараты, которые изготавливают из сырья, полученного иным способом, нежели при образовании коптильного дыма при пиролизе древесины, а также путем неполного горения (т.е. так же, как и древесный дым, но не из целой древесины, а из составных частей древесины – лигнина, целлюлозы или другого материала);  
- прочие коптильные средства, точнее, добавки, придающие продуктам аромат и привкус копчения. [4] 
 
 
 
 

3. Методы использования коптильных препаратов и ароматизаторов.

  Различают два метода придания рыбе свойств копченой продукции: путем обработки в дымовоздушной среде (обычное копчение) и обработка коптильным препаратом (бездымное копчение).  
 Основным методом копчения рыбы в настоящее время является дымовое копчение. При этом методе обработки эффект копчения достигается за счет попадания на поверхность рыбы под действием многочисленных факторов, например центробежных сил, седиментации, броуновского движения, конденсации паров, абсорбции в поверхностном слое влаги и пр., коптильных компонентов дыма и дальнейшего их проникновения в толщу, сопровождающегося специфическими реакциями взаимодействия с химическими составляющими продукта. Отличительными чертами обычного копчения являются длительность термической обработки и достигаемые при этом ярко выраженные свойства копченого продукта – интенсивная окраска поверхности, приятные дымовые вкус и аромат копчености.[5]  
 Бездымное копчение основано на применении коптильных препаратов. Оно может осуществляться либо путем погружения рыбы в раствор коптильной жидкости с последующей термической обработкой, либо в процессе термической обработки средой из мелкодиспергированной или парообразной коптильной жидкости. В первом случае попадание коптильных компонентов в рыбу происходит диффузионным путем, во втором – по аналогии с обычным дымовым копчением.[6]  
 В зависимости от типа используемых коптильных препаратов (раствор коптильных компонентов в воде, концентрат веществ, обладающих ароматом копчения и т.д.), вида изготавливаемого продукта (изделия холодного или горячего копчения из мяса или рыбы, сыр, консервы и др.), а также характера взаимодействия коптильного средства с обрабатываемыми продуктами могут быть применены следующие технологические приемы:  
- добавление коптильного препарата непосредственно в продукт;  
- выдерживание предварительно подготовленного изделия в коптильной жидкости:  
- инъекция коптильного препарата в толщу продукта;  
- орошение поверхности изделий раствором коптильного препарата;  
- обработка продукта в коптильной камере тонкодиспергированным препаратом;  
- обработка продукции в коптильной камере в парах коптильного препарата.[7]

Добавление  препарата непосредственно  в продукт     Этот технологический прием используется при изготовлении такой продукции, как различные формованные или структурированные рыбные изделия, а также при изготовлении сосисок, сарделек или вареных колбас, в производстве разнообразных консервов, некоторых видов сырных изделий.  
При использовании данного приема необходимы гарантированная чистота коптильного препарата при полном отсутствии в его составе компонентов типа 3,4-бензпирена или других полициклических ароматических углеводородов и хорошее перемешивание препарата по всей массе продукта.  
 Способ исключительно прост, не требует каких-либо специальных устройств, обладает высокой рентабельностью. При его применении отпадает необходимость в обычном коптильном оборудовании (дымогенераторное хозяйство, специализированные коптильные камеры, системы рециркуляции, устройства для очистки и улавливания дымовых выбросов коптильных печей).  
 Данный способ является наиболее экономичным по сравнению со всеми другими способами бездымного копчения, кроме того, он обеспечивает наилучшие условия труда рабочих, занятых в производстве копченых изделий, максимальное благополучие готовой продукции по санитарно-гигиеническим показателям.  
 Недостатком способа является ограниченное применение (преимущественно при производстве изделий типа вареных колбас или сосисок, а также отдельных видов мясных и рыбных консервов).  
 Для изготовления копченых продуктов, характерным признаком которых является колер – окрашивание с поверхности в привычный для потребителя золотистый (копченая рыба) или коричневый цвет (мясные копчености), данный способ непригоден.[11]

Выдерживание  в водном растворе коптильного препарата  Выдерживание изделий в коптильной жидкости является одним из самых первых способов бездымного копчения. Положительные стороны способа – известная простота в выполнении и универсальность (пригоден для любых изделий из рыбы или мяса) – позволяют придавать обрабатываемым изделиям как вкус и аромат копчения, так и колер.  
 Последовательность обработки изделий коптильным препаратом следующая: посоленную предварительно рыбу после обвязки шпагатом или нанизывания на прутки (шомпола) погружают на несколько секунд в водный раствор коптильного препарата, находящийся в какой-либо емкости, например тележке из нержавеющей стали; выдерживают некоторое время (в зависимости от величины рыбы и вида изделия), после чего подвергают либо пропеканию, либо провариванию, либо провяливанию, либо дополнительной обработке древесным дымом в коптильной камере.  
 Однако производство рыбы холодного копчения с применением докапчивания дымом, практикуемое, например, при использовании коптильного препарата МИНХ, ни в коей мере нельзя отнести к бездымным способам копчения, поскольку все недостатки, присущие способам, связанным с использованием древесного дыма, остаются без каких-либо изменений. [8] 
 Описываемый способ, называемый также иммерсией (т.е. обработкой погружением), несмотря на кажущуюся простоту, имеет существенные недостатки. Среди них можно выделить такие, которые сказываются на качестве изготовленной продукции:  
- колер бледнее, чем у продукции, выкопченной дымом, при хранении он становится еще более слабым, в отдельных экземплярах характерная окраска кожного покрова копченой рыбы даже полностью исчезает;  
- рыба хуже хранится, ее поверхность увлажняется;  
- в отдельных экземплярах готовой продукции чрезмерно выражен основной оттенок запаха исходного коптильного препарата Вахтоль, при обработке обезжабренной рыбы коптильный препарат проникает в брюшную полость, при хранении он вытекает, также увлажняя поверхность рыб.

Инъекция  коптильного препарата в толщу продукта     Этот прием предложен преимущественно для изделий типа пастеризованной ветчины в банках и окороков, хотя с успехом может быть применен при производстве, например, копченой рыбы осетровых пород, а также рыбы средних и крупных размеров других пород (в этом случае в сочетании с последующей обработкой «красящими» коптильными препаратами их поверхности).  
 Способ обеспечивает получение стандартной по содержанию посолочных и коптильных ингредиентов готовой продукции.  
Оптимальным следует признать способ инъекции коптильного препарата совместно с посолочным рассолом, в который его добавляют от 0,2 до 1,0% (в зависимости от концентрации коптильных компонентов в самом препарате, а также в зависимости от желательной степени прокопченности продукта, или, другими словами, степени выраженности аромата и вкуса копчения в готовых изделиях). Требования к коптильным препаратам аналогичны требованиям, которые предъявляются к препаратам, вводимым непосредственно в продукт.[9]

Орошение (разбрызгивание) коптильным препаратом    При обработке изделий орошением коптильным препаратом раствор коптильного препарата направляют на продукт.  
Недостатком обработки изделий орошением коптильным препаратом является то, что для практического претворения данного способа необходимы специальное оборудование, большой расход коптильного препарата, ректификация коптильной жидкости и утилизация ее после многократного использования.

Обработка тонкодиспергированными коптильными препаратами  Основное условие рассматриваемого способа – очень тонкое диспергирование раствора коптильного препарата; размеры основной массы частиц должны быть 10-40мкм, размеры остальных, более крупных, частиц не должна превышать 150 мкм. Другими словами, при этом способе взаимодействие коптильных компонентов с продуктом осуществляется главным образом в результате так называемых радиометрических сил (броуновское движение), а также под действием сил гравитации и центробежных сил.  
 При обработке продуктов этим способом образующиеся струя, факел или облако диспергированного коптильного препарата направлены не в сторону продукта, а в свободную зону камеры, например над изделиями. Созданная таким образом аэрозольная система в какой-то степени напоминает аэрозольную систему дыма, однако во вновь образованной коптильной среде нет смолистых веществ, полностью или почти полностью (в зависимости от чистоты исходного раствора коптильного препарата) отсутствуют канцерогенные (типа ПАУ) или проканцерогенные (типа нитрогазов) вещества.  
 Определенные затруднения, с которыми могут столкнуться производственники, применяя этот способ, состоят в том, что для получения хороших, стабильных результатов применительно ко всем единицам всей партии обрабатываемых продуктов необходимо достаточно свободное размещение их в камере (в противном случае не будет обеспечен нормальный равномерный контакт продукции и коптильной среды), что в свою очередь снижает коэффициент полезного использования, а следовательно, и производительности коптильных камер.

Обработка аэрозольной коптильной средой      Коптильный препарат сравнительно легко может быть превращен в пары (если он состоит преимущественно из летучих соединений), либо в коптильную среду, максимально приближающуюся к дыму, предназначенному для горячего копчения.  
 С этой целью тонкодиспергированный (средний размер частиц не должен превышать 140-150 мкм) коптильный препарат направляют в зону нагретого воздуха в самой камере или вне камеры. Например, на участке калорифер – коптильная камера копчение осуществляют, применяя рециркуляцию паровой коптильной среды. Это позволяет снизить расход коптильного препарата до минимума. Помимо положительных сторон, которые указаны для предыдущего способа, обработку рыбы и других продуктов в парах коптильного препарата можно осуществлять в обычных коптильных камерах, в которых возможно применение рециркуляции коптильной среды с размещением обрабатываемых изделий так же, как это принято при традиционном копчении (древесным дымом).  
 Эти многочисленные преимущества данного способа бездымного копчения позволяют считать его одним из самых перспективных способов производства копченой продукции.  
Известные ограничения для использования данного способа в коптильном производстве связаны лишь с качеством коптильных препаратов: они не должны содержать большого количества сухих веществ и не должны обладать повышенным корродирующим эффектом к металлам.[10]