Копчение пищевых продуктов

Копчение возникло и ранее применялось исключительно как метод консервирования рыбы, а затем мяса и мясных продуктов. После распространения холодильного метода консервирования оно практически утратило значение основного. В настоящее время его применяют главным образом для придания продукту характерных копченых вкусовых качеств и в меньшей степени для повышения его стойкости при хранении.

Последнее обусловлено не столько действием коптильного дыма, как совместным действием неблагоприятных для жизнедеятельности микроорганизмов факторов: высокого осмотического давления поваренной соли в клеточном соке вследствие посола продукта, низкой активности воды из-за высушивания его во время собственно копчения и сушки, бактерицидного и антиокислительного компонентов дыма, попадаемых в него во время копчения. Под воздействием дыма на поверхности мясных продуктов происходит ряд физических процессов: абсорбция, адгезия, конденсация и диффузия.

В зависимости от температуры различают копчение холодное, горячее и полугорячее (теплое). Следует отметить, что режимы копчения для мясных и рыбных продуктов не совпадают. Холодное копчение рыбных продуктов осуществляют при температуре 18-40° С, мясных – 18-22° С; горячее копчение рыбных товаров производят при температуре от 80 до 180° С, мясных – 35-50° С, полугорячее копчение используют при выработке рыбных товаров и осуществляют его при температуре 50-80° С, при запекании в дыму температура поддерживается на уровне 70-120° С.

Горячее копчение примерно в семь раз интенсивнее холодного. Применяют также теплое копчение при 25-40° С и влажное при 24-28° С и относительной влажности воздуха от 30 до 100%. Холодное копчение обычно продолжается 2-5 суток, тогда как горячее редко превышает 3-5 часов.

Во время копчения изменяются цвет, аромат и вкус продуктов, бактериальная обсемененность и видовой состав их микрофлоры; составные части дыма обладают антиокислительным, бактерицидным и фунгицидным действиями, которые повышают стойкость копченых продуктов при хранении.

Дым для копчения является химически сложной, чрезвычайно реакционноспособной и поэтому легко изменчивой смесью из преимущественно органических соединений. В составе его найдено приблизительно 300 соединений, многие из которых до настоящего времени не идентифицированы. В коптильном дыме обнаружены: парафиновые углеводороды, спирты, карбонильные и гетероциклические соединения (альдегиды и кетоны), органические кислоты, сложные эфиры, бензол, фенол, ароматические циклические соединения, из которых наиболее известным является канцерогенное - 3,4-бензпирен, и другие компоненты, такие, как смола, окись углерода, зола. Наряду с этими в дыме содержатся некоторые другие токсичные и канцерогенные субстанции, например нитрозамины. Эти потенциально опасные для здоровья людей соединения содержатся не только в копченых пищевых продуктах. Они возникают при неполном сгорании топлива в автомобилях и нагревательных установках, содержатся в отработанных газах, табачном дыме и так далее, причем поступление в организм человека веществ этого происхождения намного превосходит попадание их с копчеными мясными и рыбными продуктами.

Состав дыма зависит от ряда физических факторов: температура тления дерева (образование дыма); количество подаваемого воздуха; способ получения дыма (например, тлением, горением, горячим воздухом или перегретым сухим паром); вид дров и скорость их сгорания; конструкция дымоводов (например, длина участков охлаждения, подогревания, увлажнения дыма).

Механизм образования дыма можно представить следующим образом. Вначале под действием тепла происходит термический распад древесины до низкомолекулярных органических соединений. Этот процесс называется пиролизом. Одновременно при этом протекают многочисленные реакции конденсации, полимеризации и окисления, в результате которых образуются более сложные химические соединения, из которых около 100 идентифицированы. Полагают, что их может быть более 1000. При температуре 200-260° С происходит швелевание (полукоксование) пентазана и а-целлюлозы, образуется светло-коричневый пиролизный конденсат, а при 260-310° С - разложение целлюлозы с образованием красно-коричневого конденсата. Лигнин разлагается при температуре 310-500° С с образованием бесцветного пиролизного конденсата.

Количественный состав отдельных компонентов дыма, полученных при разной температуре тления дерева, существенно различается, а так как от состава зависят и реакции копчения, то понятно влияние способа получения его на качество копченых продуктов.

Соотношение фенолов в дыме, полученном при разной температуре, сильно отличается, что оказывает большое влияние на процесс копчения. При более низкой температуре тления опилок образуется больше фенолов с низкой температурой кипения (например, гваякола - 11,6 %, ацетованилона - 13,2 %, ацетосирингола - 9,7 %), при более высокой температуре в составе дыма повышается доля фенолов с более высокой температурой кипения (ацетосирингола, пропиосирингола, сирингола).

При тлении твердых пород дерева (бук, дуб) в дыме содержится незначительное количество мелких твердых частиц, а при тлении мягких часто наблюдается интенсивное попадание этих частиц в дым, их не всегда удается удалить, и они в виде сажи осаждаются на поверхности продуктов с попаданием на них большого количества 3,4-бензпирена.

При меньшей подаче воздуха температуру образования дыма можно поддерживать на более низком уровне. Часто ее поддерживают выше оптимальной, а в дымоводе от дымогенератора до коптильной камеры предусматривают установку фильтров, охлаждающих устройств, душа для удаления твердой фазы и вместе с ней частично 3,4-бензпирена.

Физическое состояние коптильного дыма - аэрозоль, в котором видимые жидкая и твердая фазы, состоящие из золы, сажи, копоти и смолы, распределены в виде тумана в невидимой газообразной среде.

Консервирующее действие коптильного дыма проявляется в двух областях. С одной стороны, составные части его проявляют сильное антиокислительное действие и благодаря копчению тормозится прогоркание жира, с другой - оно подавляет действие дрожжей, плесневых грибков и бактерий, то есть составные части дыма проявляют фунгицидное и бактерицидное действия.

Ингибирующее действие составных частей дыма усиливается вследствие высушивания поверхности продукта, удаления из поверхностных слоев воды, повышения относительного содержания жира и соли и снижения благодаря этому активности воды.

Антиокислительное действие коптильного дыма обусловлено содержанием в его составе типичных консервирующих соединений, таких, как органические кислоты (муравьиная, уксусная, бензойная), многих альдегидов и целого ряда фенольных соединений. Сильнейшими фунгицидными и бактерицидными соединениями, содержащимися в дыме, являются формальдегид и фенолы.

Во время хранения копченых продуктов концентрация фунгицидных и бактерицидных соединений по их поверхности быстро уменьшается в результате испарения, диффузии коптильных веществ с поверхности в более глубокие слои, взаимодействия их с белковыми соединениями продукта, так что ингибирующее действие дыма может не обеспечить надежное подавление плесневых грибов, особенно при нарушении условий хранения.

Ингибирующее действие дыма может практически не проявляться в условиях, благоприятных для роста плесневых грибков: высокой влажности воздуха, температуры, конденсации воды на поверхности продукта.