Способ непрерывной обработки пищевого продукта, сочетающий микроволновый и паровой методы, установка для реализации этого способа и полученный этим способом продукт - RU2267970C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к способу обработки пищевых продуктов, сочетающему в себе микроволновую и паровую варку, а также к установке для реализации этого способа и к получаемому с его помощью продукту.

Целью изобретения является получение в ходе непрерывного процесса готового продукта, обладающего устойчивой структурой, в результате быстрой варки. Этот способ применим, в частности, для приготовления продуктов из рыбы.

Известны способы непрерывной паровой варки пищевых продуктов, в частности рыбных продуктов. Для реализации таких способов необходимо довольно длительное время варки и/или значительная длина печи, достигающая, например, 10-20 метров для продуктов, непрерывно пропускаемых через печь со скоростью 3-7 м/мин. Подобные трудности встречаются, например, при варке непрерывно пропускаемой массы из мышечной ткани рыбы с толщиной более 1-2 сантиметра, которую требуется подвергнуть после варки механической обработке, например измельчению с разрезанием. При этом для достижения необходимого качества варки приходится использовать более тонкую ленту, что существенно снижает скорость процесса приготовления.

Кроме того, известны способы варки с использованием микроволн, обеспечивающие гораздо более быструю варку. Примеры таких способов и соответствующих им устройств раскрыты, в частности, в патентных документах WO 93/06699 и WO 90/08449. Однако при их применении чрезвычайно трудно добиться нужной устойчивой структуры продукта без его высыхания или деформации. Так, например, при непрерывном пропускании формованных порций рыбной пасты при варке в микроволновой печи длиной 4-5 метров получаемый на выходе вареный продукт имеет сильно искаженную форму с высохшей поверхностью.

Действительно, варка с использованием микроволн дает существенный подъем температуры подлежащего варке материала от значения на входе печи, равного 0-10°С, до некоторого диапазона предельных значений, достигающего примерно 65-75°С. Благодаря такой быстрой варке и мощности микроволнового излучения, равной, как правило, 2-4 кВт на модуль в процессе быстрой микроволновой варки, очень быстро начинается застудневание сердцевины материала, в результате чего удается предотвратить деформацию введенного в печь продукта, в частности в тех случаях, когда вводятся сырые формованные порции с пастообразной структурой, не обладающей долговременной устойчивостью, когда пропускаемая паста способствует проседанию формы еще до стабилизации в результате варки.

За пределами же указанного диапазона предельных значений, если продолжать микроволновую варку с высокой мощностью в диапазоне высоких температур в сердцевине продукта порядка 70-90°С, наблюдается уплотнение продукта, выражающееся в избыточном выпаривании воды. Это приводит к нежелательному набуханию и даже к растрескиванию материала, при этом уже не удается сохранить его нужную форму и происходит его поверхностное высыхание.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является установка, раскрытая в патентном документе WO 86/04206 и предназначенная для регулирования влагосодержания продуктов, выпекаемых в конвекционных печах. В данной установке процесс варки с использованием микроволн действительно сочетается с воздействием водяного пара. Однако в WO 86/04206 прямо указано, что эта установка предназначена в основном для выпекания хлеба, и поэтому режим ее работы таков, что температура выпекаемого продукта составляет 100°F (38°С), температура печи -350°F (177°C), a температура водяного пара -170°F (77°C). К сожалению, практические результаты показывают, что установка, функционирующая в таком температурном режиме, не решает проблем искажения формы изделия во время его выпекания.

Таким образом, целью изобретения является устранение указанных недостатков благодаря созданию способа, обеспечивающего очень быструю фиксацию формы продуктов со снижением их деформации в процессе варки.

Кроме того, изобретение ставит целью обеспечить одновременно быструю обработку как сердцевины продукта, так и его поверхности.

Следующей целью изобретения является существенное уменьшение габаритов оборудования и длины печи, необходимой для реализации непрерывного процесса.

Еще одной целью изобретения является максимальное расширение возможных применений способа - от небольших формованных порций порядка нескольких сантиметров до широких лент продуктов, обеспечивающих возможность механической обработки после варки.

Наконец, данное изобретение применимо к самым разнообразным рецептурам состава вареного продукта. Так, например, его можно применить как для варки рыбной пасты, так и для состава, содержащего смесь рыбной пасты с полученными из рыбы волокнами.

Для достижения указанных целей согласно первому признаку изобретения предлагается способ непрерывной обработки пищевого продукта в виде сырой пасты, включающий в себя сочетание этапа микроволновой варки и этапа паровой варки, причем микроволновая варка обеспечивает, по существу, быстрое проваривание сердцевины продукта с получением достаточно устойчивой желеобразной структуры, а паровая варка дополняет микроволновую, не приводя к высыханию или растрескиванию сваренного материала.

В соответствии с одним из вариантов осуществления этап микроволновой варки предшествует этапу паровой варки.

В соответствии с другим вариантом осуществления этап микроволновой варки и этап паровой варки проводятся одновременно.

Способ реализуется с помощью установки типа микроволновой печи, имеющей вход и выход, и включает в себя следующие этапы:

- введение подлежащего варке материала через вход печи;

- перемещение материала от входа печи к ее выходу, причем микроволновую варку проводят таким образом, чтобы волны равномерно распределялись по варочной камере;

- выведение сваренного продукта из печи и охлаждение сваренного продукта.

Способ реализуется с помощью микроволновой печи, содержащей несколько следующих друг за другом варочных модулей, и включает в себя:

- первый этап быстрой микроволновой варки, по меньшей мере, в одном модуле микроволновой варки с высокой мощностью микроволнового излучения, как правило, 2-4 кВт на модуль для получения подъема температуры материала до 65-75°С на выходе модуля (модулей) быстрой микроволновой варки, при этом быстрая варка обеспечивает предотвращение искажения форм;

- второй этап умеренной паровой варки с обеспечением подъема температуры в сердцевине продукта до 75-90°С, достаточно медленного для предотвращения его растрескивания при варке и завершения поверхностной варки без высыхания.

В соответствии с одним из вариантов осуществления способ включает в себя этап умеренной микроволновой варки при довольно незначительной мощности, как правило 1-3 кВт на модуль, для завершения поверхностной варки без искажения форм.

Способ обеспечивает создание потока пара, циркулирующего в модулях в том же направлении, что и направление пропускания продуктов через печь, или в противоположном направлении.

В соответствии с одним из вариантов время пребывания продукта в печи с комбинированной микроволновой и паровой варкой составляет 30-120 секунд, при этом температура пара в варочном туннеле равна 75-130°С, а суммарная мощность микроволнового излучения 3-12 кВт с распределением по всей печи при расходе 50-140 кг/час.

Кроме того, способ может включать в себя этап формования перед варкой, при этом материал имеет вид формованных порций, как правило шириной 1-3 см и толщиной 1-5 см, при весе 3-300 г, предпочтительно 3-20 г.

В соответствии с одним из вариантов подлежащий варке материал имеет вид ленты шириной, по меньшей мере, 2 см и толщиной, по меньшей мере, 1 см, предпочтительно шириной 30 см -1 м и толщиной 1-5 см.

Способ может также включать в себя этап окрашивания перед варкой путем разбрызгивания, нанесения на ленту или выдавливания окрашенного пастообразного материала.

В соответствии с одним из вариантов осуществления материал представляет собой рыбную пасту, содержащую более 30% промытой и рафинированной мышечной ткани рыбы, пригодной к застудневанию, в частности с добавлением стабилизирующих веществ типа криозащитных с целью ее консервирования замораживанием, и имеющей влажность менее 80%.

В соответствии с другим вариантом осуществления материал представляет собой смесь рыбной пасты и волокнистого материала, причем волокнистый материал содержит полученные экструдированием волокна диаметром порядка 1 мкм - 1 мм или тонкие волокна диаметром порядка 0,1 мм - 1 мм, полученные уменьшением размеров массы рыбного продукта либо из натуральных волокон морепродуктов, полученных механической обработкой, заключающейся в отделении волокон, при этом процентное содержание включения волокнистого материала в пастообразный материал составляет в зависимости от нужной структуры 5-60 вес.%, предпочтительно 5-30%.

Как правило, экструдированный волокнистый материал содержит 15-50%, предпочтительнее 25-40% сухого вещества, причем это сухое вещество содержит, по меньшей мере, 35% общих белков, полученных из рыбы и/или других морепродуктов, содержащих, главным образом, морские белки в виде филе, рубленого филе, пульпы, экстрактов сурими, и в ряде случаев - морские экстракты типа рыбьего жира, порошок из рыбьих костей, порошок из скорлупы ракообразных, хитозан, рыбий коллаген.

Продукт на рыбной основе для приготовления тонких волокон содержит более 50% промытой и рафинированной мышечной ткани рыбы, пригодной к застудневанию, в частности с добавлением стабилизирующих веществ типа криозащитных с целью ее консервирования замораживанием, и имеющей влажность менее 80%.

В соответствии со вторым аспектом изобретения оно касается установки для варки согласно описанному выше способу, содержащей средства обработки подлежащего варке материала, варочную камеру, средства микроволновой варки, средства паровой варки, средства конвейерной транспортировки.

Средства микроволновой варки содержат:

- по меньшей мере, один модуль быстрой микроволновой варки для этапа быстрой микроволновой варки;

- по меньшей мере, один модуль паровой варки для этапа умеренной паровой варки после этапа быстрой микроволновой варки;

- группу генераторов микроволн, вырабатывающих суммарную мощность от 3 до 12 кВт, причем, по меньшей мере, один модуль быстрой микроволновой варки снабжен, по меньшей мере, одним генератором мощностью 2-4 кВт на модуль;

- устройство генерации пара, направляемого в модуль (модули) медленной паровой варки;

- устройство регулирования интенсивности варки в каждом модуле.

В соответствии с одним из вариантов осуществления средства микроволновой варки содержат, по меньшей мере, один модуль умеренной микроволновой варки в сочетании с модулем (модулями) паровой варки или отдельно от него (от них), причем группа генераторов микроволн вырабатывает умеренную мощность микроволнового излучения от 1 до 3 кВт, распределяемую по модулю (модулям) умеренной микроволновой варки.

Генератор микроволн обеспечивает рассеяние микроволн, по меньшей мере, на одной поверхности подвергнутого варке материала, при этом генератор встроен в стенку печи или в ее отдельный отсек и соединен с печью с помощью средств передачи волн.

В соответствии с третьим признаком изобретения оно касается продукта, получаемого при реализации описанного выше способа, который на выходе из варочной печи имеет устойчивую студенистую структуру толщиной и шириной, по меньшей мере, в сантиметр в виде формованных порций или ленты.

Остальные цели и преимущества изобретения явствуют из нижеследующего подробного описания, рассматриваемого со ссылками на приложенные чертежи, где:

- фиг.1 представляет собой схематическое изображение установки для варки, позволяющей реализовать способ согласно первому варианту осуществления изобретения;

- фиг.2 иллюстрирует продукт в виде формованной порции, получаемой на выходе из варочной печи;

- фиг.3 иллюстрирует продукт в виде ленты материала, получаемого после варки. Вначале опишем способ комбинированной микроволновой и паровой варки в печи непрерывного действия.

Задача микроволновой варки состоит в том, чтобы за как можно меньшее время подать энергию в сердцевину объемного тела в виде отдельного куска или ленты, с тем, чтобы добиться застудневания белков и проваривания остальных ингредиентов.

Функция же паровой варки заключается в доведении до конца процесса варки, с тем, чтобы получить температуры, необходимые для оптимального проваривания как в сердцевине, так и на поверхности.

В ходе реализации описанного здесь способа вводят дополнительную, отличную от микроволновой энергию, которая позволяет завершить варку, начиная с диапазона предельных значений температур 65-75°С и доводя температуру в сердцевине до нужного значения 75-90°С.

Для реализации способа используется установка 1, содержащая средства обработки подлежащего варке материала, представляющие собой печь 2. Эта печь имеет входную зону 3, зону варки 4 и выходную зону 5. Зона варки имеет камеру 6, образующую варочный туннель.

Через печь 2 проходят средства транспортировки типа конвейерной ленты 7, на которую помещен подлежащий варке материал 8, перемещаемый в направлении D от входа к выходу с получением в результате варки продуктов 9.

Подлежащий варке материал 8 вводят через зону подвода 10 типа загрузочной воронки, в которой материал находится в виде сырой пасты при температуре 0-10°С. В данном конкретном случае мы имеем дело с рыбной пастой.

Выходящий из воронки 10 материал подают на устройство формования, обеспечивающее превращение сырой пасты в формованные порции шириной и толщиной по 2-3 см.

Затем эти формованные сырые порции окрашивают в опрыскивателе 11, после чего они поступают непрерывным потоком на вход печи, укладываясь на конвейер 7, как правило, в несколько параллельных линий по стрелке D.

После прохождения через варочный туннель 6, открытый на входном конце 12 и на выходном конце 13, порции оказываются сваренными с сохранением формы, которую они имели до варки, но приобретают при этом вид устойчивого геля в ожидании охлаждения для некоторых последующих этапов процесса, например расфасовки или нарезки.

Печь 2 содержит:

- генератор 14 микроволн;

- парогенератор 15.

Согласно первому варианту осуществления микроволновая варка происходит по всей длине туннеля 6. В этом туннеле последовательно предусмотрены в направлении от входа к выходу первый модуль 16, второй модуль 17, третий модуль 18 с длиной соответственно L1, L2, L3.

Скорость прохождения в направлении D может составлять, например, 3 м/мин при времени нахождения продукта под действием микроволновой энергии и пара порядка 30-120 сек, температуре пара в туннеле 75-130°С, давлении, вырабатываемом парогенератором, от 5 до 5,5 бар и суммарной мощности микроволнового излучения 3-12 кВт, распределяемой по всему объему печи.

Каждый модуль 16, 17, 18 снабжен двумя генераторами 19 микроволновой энергии, размещенными в стенке 20 печи.

В первом модуле 16 длиной L1, равной 1 метру, имеет место микроволновая варка с мощностью 2-4 кВт, обеспечивающая быстрое проваривание продукта, в сердцевине которого на выходе из этого модуля достигается температура 65-75°С.

Во втором модуле 17 длиной L2, равной 1 метру, имеет место менее быстрая варка, чем в первом модуле, причем в этом модуле одновременно ведутся умеренная микроволновая и паровая варка.

Мощность микроволнового излучения составляет здесь 1-3 кВт, что меньше, чем в первом модуле 16.

В третьем модуле 18 длиной L3, равной 1 метру, имеет место одновременная умеренная микроволновая и паровая варка, как и во втором модуле 17.

Мощность микроволнового излучения составляет здесь 1-3 кВт, что меньше, чем во втором модуле 17.

Благодаря паровой варке, ведущейся во втором модуле 17 и в третьем модуле 18, удается достичь необходимой температуры порядка 75-90°С в сердцевине транспортируемого материала.

С помощью микроволновой варки пониженной мощности в модулях 17, 18 обеспечивается завершение поверхностного проваривания.

Благодаря этому предотвращается возникновение явлений образования корки и убыли воды, имеющих место при сухой варке.

Генераторы 19 каждого модуля присоединены к главному генератору 14 через разветвленный главный канал 21.

Для проведения паровой варки пар направляют противотоком по отношению к направлению прохождения продуктов. Пар, вырабатываемый парогенератором 15, направляется по паропроводу 22 ко входному патрубку 23, выполненному в стенке 20 третьего модуля 18 в зоне его конца 2 За. Пар распределяется в туннеле по всему пространству вокруг продуктов, обеспечивая их гомогенное проваривание, и выводится через выходной патрубок 24 в стенке второго модуля 17 в отводной паропровод 25 на входе этого модуля. Таким образом, паром обрабатываются как второй модуль 17, так и третий модуль 18.

В результате в варианте, показанном на фиг.1, создана печь длиной порядка 5 метров, гораздо более компактная, чем печи, в которых ведется исключительно паровая варка, имеющие длину 15-20 метров. Кроме того, такая печь непрерывного действия может быть без труда введена в традиционные производственные линии. Подобная линия может включать в себя несколько параллельно действующих печей для варки продуктов разных размеров и форм, например одну печь для формованных порций и одну для ленты, подлежащей нарезке на нужные куски после варки и охлаждения.

Для того чтобы добиться высокой стойкости окраски, ее выполняют с помощью опрыскивателя 11 предпочтительно перед вводом в варочную камеру.

Из вышеприведенного описания первого варианта осуществления ясно, что значения мощности микроволнового излучения следует подбирать в зависимости от времени нахождения продуктов в печи и от их плотности на единицу длины.

Возможны также другие варианты осуществления, в соответствии с которыми изменяются длина и количество модулей. Можно видеть, что варка дает удовлетворительные результаты, когда печь состоит, по меньшей мере, из двух модулей, первый из которых работает с большой мощностью, равной, как правило, 3-4 кВт, благодаря чему обеспечиваются быстрый подъем температуры и надежная фиксация формы продукта.

В соответствии со вторым вариантом осуществления пар подают не противотоком, а в том же направлении, в каком перемещается материал, при этом его вводят через второй модуль 17 и выводят через третий модуль 18. Согласно одному из аспектов изобретения пар подают непосредственно в третий и второй модули по разным паропроводам.

В соответствии с третьим вариантом осуществления в первом модуле начинают паровую варку прямо с этого модуля, одновременно с микроволновой варкой с высокой мощностью.

В соответствии с четвертым вариантом осуществления микроволновая варка проводится целиком в первом модуле с доведением температуры в сердцевине продукта до 65-75°С. В этом случае процесс не предусматривает медленной микроволновой варки. Печь должна иметь второй модуль и не обязательно - третий, в котором проводится только паровая варка для завершения проваривания всего продукта, при этом температура в сердцевине достигает 75-90°С.

Из вышеприведенного описания вариантов становится понятным, что для достижения необходимых результатов варки можно использовать самые разнообразные печи, отличающиеся друг от друга, в частности по типу генератора микроволн и парогенератора или по материалу варочной камеры. Как правило, в зависимости от конкретной используемой установки можно предусмотреть либо центральный генератор, работающий на несколько модулей, либо один или несколько независимых генераторов на каждый модуль. Кроме того, можно в зависимости от конкретного применения менять количество модулей, например, от четырех до шести. Далее, несмотря на то, что выше описана установка с суммарной мощностью порядка 3-12 кВт, можно повысить мощность, задавая, например, значения от 25 до 60 кВт с обеспечением производительности порядка 500 кг/час.

Перейдем теперь к более детальному описанию используемого материала, подлежащего варке.

В соответствии с первым способом получения этого материала он представляет собой сырую пищевую рыбную пасту, содержащую: от 30 до 60% мышечной ткани рыбы, от 25 до 40% воды и от 5 до 15% загустителей, например, типа крахмала зерновых культур или корнеплодов. К этим основным ингредиентам могут быть добавлены желирующие вещества типа каррагенанов, ксантена, желатина или порошка хьюара.

В соответствии со вторым способом получения этого материала он представляет собой смесь пищевой пасты типа указанной выше рыбной пасты с каким-либо волокнистым материалом с добавлением в случае необходимости этапа структурирования, предусматривающего введение воздуха в пастообразный материал, причем структурирование производится перед перемешиванием. Указанное структурирование можно производить, вводя одну часть воздуха на одну часть рыбной пасты или 0,5 части воздуха на одну часть рыбной пасты. Доля воздуха может изменяться от 0,5 до 1, что позволяет получить различные (более или менее аэрированные) структуры. Благодаря тщательному перемешиванию воздуха с рыбной пастой удается получить новую структуру пасты с повышенными гибкостью, легкостью, эластичностью и сочностью.

Согласно первому варианту рассмотренного второго способа получения материала волокнистый материал получают экструдированием рыбной пасты. Волокнистый материал содержит полученные экструзией волокна диаметром порядка 0,1-1 мм, разделенные на волокна диаметром от 1 мкм до 1 мм.

Состав смеси включает в себя, главным образом, рыбные белки и/или другие морепродукты: рыбу, мышечную ткань рыб, сурими, кальмары, осьминоги, крабы, креветки, мидии и пр. Под рыбными белками здесь понимаются белки рыб и/или других морепродуктов.

Согласно второму варианту рассмотренного второго способа получения материала волокнистый материал образован тонкими волокнами, полученными уменьшением размеров рыбной массы.

Так, например, тонкие волокна получают из рыбной пасты, которая содержит: 80% мышечной ткани рыбы, 7% крахмала, 7% воды, 3% соли и 3% ароматического вещества. Эту пасту формуют при температуре 1-4°С в герметичной упаковке, позволяющей задать ей нужную форму, типа оболочки длиной 50-80 см и диаметром 10-15 см, втягивающегося мешка, корзиночки или пластмассовой матрицы. Пасту варят в этой герметичной упаковке при температуре от 80 до 95°С в течение 1-1,5 часов и затем хранят перед употреблением при температуре -20°С. После этого продукт подвергают кондиционированию при температуре от 0 до -10°С и приступают к уменьшению размеров массы до получения волокон диаметром менее 1 мм и длиной 0,5-5 см.

В соответствии с другим вариантом осуществления тонкие волокна получают уменьшением размеров экструдированной рыбной массы, содержащей: 60% мышечной ткани рыбы, 19% воды, 10% растительного жира, 1,5% соли, 1% ароматического вещества, 7% крахмала и 1,5% желирующего вещества.

Согласно третьему варианту рассмотренного второго способа получения материала волокнистый материал образован вареными или сырыми натуральными волокнами типа натуральных крошек мышечной ткани рыбы, краба или других морепродуктов, полученных механическим отделением миотомов (мышечных пластинок). Волокна могут быть разъединены друг от друга в большей или меньшей степени и иметь ту или иную длину. Используемое для получения таких волокон сырье выбирают, как правило, из следующих классов:

- рыбное филе либо куски или отходы, остающиеся после филетирования/ разделки;

- жирная или постная рыба;

- белая рыба, красная рыба или рыба с синей кожей (новозеландский макруронус, сайда, мерлуза, мерлан, хек..., лосось, форель, тунец, скумбрия...);

- свежая или мороженая рыба, как в собственном соку, так и копченая.

Выше приведены конкретные примеры материала типа морепродуктов. Возможны и другие случаи применения с сочетанием непрерывной микроволновой и паровой варки, в частности варка пищевой пасты, структуру которой требуется стабилизировать посредством быстрого нагрева, но без высушивания. Это имеет место, например, при приготовлении некоторых сырных или колбасных продуктов, в частности изделий, формуемых из ветчинной массы, пирожков, нугатов из птицы или рыбы, сырных стеков, миниатюрных сосисок.

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности. Пищевой продукт в виде сырой пасты обрабатывают с помощью установки, включающей, по меньшей мере, один модуль быстрой микроволновой варки и, по меньшей мере, один модуль паровой варки со средней скоростью варки и устройство регулирования интенсивности варки в каждом модуле. Получаемый продукт имеет устойчивую желеобразную структуру. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула