Emulgierte Würste sind bei den Menschen aufgrund ihres guten Geschmacks, ihres köstlichen Aromas und ihrer reichhaltigen Sortenvielfalt beliebt. Die Verarbeitungstechnologie von emulgierten Würsten ist nicht kompliziert, aber während der Verarbeitung treten aufgrund schlechter Kontrolle der Produktionsbedingungen, unsachgemäßer Bedienung, insbesondere schlechter Emulgierung von Fleischpaste oder schlechter Stabilität von emulgierter Fleischpaste, häufig Probleme wie Ölaustritt und lockere Struktur auf.
1. Grundprinzipien
Emulgierte Fleischpaste besteht aus einer Matrix aus Muskel- und Bindegewebsfasern (oder Faserfragmenten), die in einem Wassermedium suspendiert sind, das lösliche Proteine und andere lösliche Muskelbestandteile enthält. Die dispergierte Phase besteht aus festen oder flüssigen Fettkügelchen und die kontinuierliche Phase ist eine Wasserlösung, die gelöste (oder suspendierte) Salze und Proteine enthält.
In diesem System ist der Emulgator das salzlösliche Protein in der kontinuierlichen Phase. Die gesamte Emulsion ist vom Typ Wasser-in-Öl. Da der Durchmesser der dispergierten Fettkügelchen im Allgemeinen größer als 50 μm ist, handelt es sich bei emulgierter Fleischpaste nicht um eine echte Emulsion. Myofibrillen enthalten mehr Myosin. Myosin gerinnt, wenn es auf 58–68 °C erhitzt wird. Kollagenreiches Bindegewebe schrumpft bei Erwärmung auf 68 °C auf ein Drittel seiner ursprünglichen Größe. Bei weiterer Erhitzung entsteht Gelatine. Beim Zerkleinern nimmt Kollagen große Mengen Wasser auf, beim anschließenden Erhitzen schrumpft es jedoch und stößt das Wasser aus.
Myofibrilläre Proteine haben bessere Emulgiereigenschaften und sind in Wasser und verdünnten Salzlösungen unlöslich, in konzentrierten Salzlösungen jedoch löslich. Daher muss bei der Verarbeitung von emulgierten Würsten beim Zerkleinern Salz hinzugefügt werden, um die Auflösung dieser Proteine zu unterstützen und als Emulgatoren zu wirken, um die dispergierten Fettpartikel vollständig zu umhüllen und so die Stabilität der emulgierten Fleischpaste aufrechtzuerhalten.
2. Einflussfaktoren
Es gibt viele Faktoren, die die Bildung und Stabilität emulgierter Fleischpaste beeinflussen, darunter die Temperatur während der Emulgierung, die Größe der Fettpartikel, der pH-Wert, die Menge und Art der löslichen Proteine sowie die Viskosität der Emulsion.
(1) Temperatur beim Emulgieren Beim Zerkleinern oder Emulgieren von rohem Fleisch entsteht aufgrund der Reibung im Zerkleinerer und Emulgator eine große Wärmemenge. Eine entsprechende Temperaturerhöhung kann die Solubilisierung salzlöslicher Proteine unterstützen, die Bildung von Pökelfarbe beschleunigen und die Fließfähigkeit der Fleischpaste erhöhen. Wenn jedoch die Temperatur während der Emulgierung zu hoch ist, kommt es zur Denaturierung salzlöslicher Proteine und zum Verlust der Emulgierfunktion; Es verringert auch die Viskosität der Emulsion, wodurch die kleineren Fettpartikel in der dispergierten Phase an die Oberfläche der emulgierten Fleischpaste wandern, wodurch die Stabilität der Emulsion verringert wird. und es führt dazu, dass die Fettpartikel beim Zerkleinern und Emulgieren schmelzen und zu kleineren Mikropartikeln werden, mit einer starken Vergrößerung der Oberfläche, wodurch es für die löslichen Proteine unmöglich wird, sie vollständig zu umhüllen, d. h. das Fett kann nicht vollständig emulgiert werden. Dies führt dazu, dass die Emulsionsstruktur bei der anschließenden thermischen Verarbeitung zusammenbricht und es zu Ölaustritt in der Wurst kommt.
Die beste Freisetzung salzlöslicher Proteine aus magerem Fleisch erfolgt bei niedrigen Temperaturen, während die beste Fettbindung bei etwas höheren Temperaturen erfolgt. Basierend auf praktischen Erfahrungen besteht eine Kompromisslösung darin, die Endtemperatur beim Zerkleinern zwischen 12 und 15 °C zu halten. Stärke beschleunigt den Temperaturanstieg der Fleischpaste im Zerkleinerer, daher muss Stärke in den meisten Fällen als letzte Zutat hinzugefügt werden, um ein Überschreiten der geeigneten Endtemperatur zu vermeiden.
Ebenso wichtig ist es, dass alle Zutaten einen bestimmten Zerkleinerungsgrad erreichen. Wenn das Muskel- und Fettgewebe zu fein zerkleinert wird und dadurch verhältnismäßig zu wenig Strukturproteine entstehen, spricht man von „Überzerkleinerung“. Wenn die anfängliche Zerkleinerungszeit von magerem Fleisch oder die gesamte Zerkleinerungszeit zu kurz ist, zu wenig salzlösliche Proteine aus den Muskelzellen freigesetzt werden oder das Fett nicht gleichmäßig verteilt ist, kommt es zum Phänomen des „Unterzerkleinerns“.
(2) Wasser und Fett Das Grundmaterial für das Quellen und Auflösen von Proteinen in emulgierter Wurstpaste (Schinken) ist Wasser. Um eine gelungene Wurstmasse herzustellen, muss ausreichend Wasser vorhanden sein. Wasser sollte in Schüben hinzugefügt werden, da der Prozess der Proteinbindung von Wassermolekülen (Quellung) allmählich und kontinuierlich erfolgt. Normalerweise wird die Zugabe in drei Portionen empfohlen. 40 % sollten während des Zerkleinerungsprozesses hinzugefügt werden, wenn das Fleisch mit Salz, Phosphat und anderen Pökelmitteln vermischt wird. 30 % sollten beim Zerkleinern von Fett hinzugefügt werden. Die restlichen 30 % sollten am Ende zusammen mit Stärke und anderen Zutaten hinzugefügt werden.
Fett, das etwa 30 % der Fleischmischung ausmacht, spielt eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung des Fleischmischungssystems. Fett wird innerhalb des Proteinnetzwerks verteilt, wodurch die durch Hitzedenaturierung verursachte Schrumpfung der Proteinstruktur abgemildert werden kann. Da Fett zusammen mit Proteinen in der Produktstruktur verteilt ist, kann es die Alterung des Produkts verhindern und die Zartheit und thermische Stabilität des Produkts verbessern.
Bei einem zu hohen Fettgehalt wird jedoch das erforderliche Proteinnetzwerk stärker, was oft nur schwer zu erreichen ist. Daher sollte der Fettanteil in der Fleischmischung wissenschaftlich abgestimmt sein. Während des Emulgierungsprozesses muss das Fett im rohen Fleisch in Partikel geeigneter Größe zerkleinert werden, um eine gut emulgierte Fleischpaste zu bilden. Mit abnehmendem Volumen der Fettpartikel vergrößert sich deren Oberfläche und für die Emulgierung werden mehr salzlösliche Proteine benötigt.
(3) Menge und Art der salzlöslichen Proteine: Da Salz bei der Herstellung von emulgierten Fleischpasten dabei helfen kann, salzlösliche Proteine aus magerem Fleisch zu extrahieren, sollte mageres Fleisch zunächst unter Salzbedingungen zerkleinert werden und anschließend rohes Fleisch mit hohem Fettgehalt zum Zerkleinern hinzugefügt werden. Je mehr salzlösliche Proteine extrahiert werden, desto besser ist die Stabilität der emulgierten Fleischpaste. Darüber hinaus ist die Emulgierungskapazität umso größer, je mehr Myosin vorhanden ist. Die Menge des extrahierten Proteins steht in direktem Zusammenhang mit dem pH-Wert des rohen Fleisches. Bei einem hohen pH-Wert werden mehr Proteine extrahiert und die Stabilität der Emulsion ist besser.
(4) Der Zustand von rohem Fleisch: Die Menge an salzlöslichen Proteinen (hauptsächlich myofibrilläre Proteine), die aus frischem Fleisch vor der Totenstarre extrahiert werden kann, ist 50 % höher als die aus Fleisch nach der Totenstarre. Die Emulgierungswirkung salzlöslicher myofibrillärer Proteine ist viel besser als die sarkoplasmatischer Proteine. Bei gleichem Gewicht an rohem Fleisch kann frisches Fleisch mehr Fett emulgieren. Allerdings ist es für Fabriken schwierig, vollständig Frischfleisch für die Produktion zu verwenden. Wenn Fabriken für die Produktion nur Fleisch nach der Totenstarre verwenden können, sollte das rohe Fleisch vor dem Emulgieren mit Eis, Salz und Pökelmitteln zerkleinert und dann 12 Stunden lang bei 0–4 °C gelagert werden. Dadurch können mehr Proteine extrahiert werden.
(5) Salzkonzentration: Die Gesamtsalzkonzentration (Speisesalz, Nitrit und Phosphat in Pökelmitteln) in der Fleischmischung ist für das Quellen und Auflösen von Actomyosin und Myosin sehr wichtig. Actomyosin ist in Wasser unlöslich, aber in Salzlösungen löslich, und seine Löslichkeit nimmt mit zunehmender Salzkonzentration zu und erreicht ein Maximum, wenn die Salzkonzentration 5 % bis 6 % (bezogen auf das magere Fleischgewicht) beträgt. Daher sollte aus prozesstechnischer Sicht Salz in emulgierte Würste (Schinken) während der Vorpökelung oder in der Anfangsphase des Zerkleinerns von magerem Fleisch zugegeben werden.
(6) pH-Wert: Der pH-Wert von Fleisch liegt zum Zeitpunkt der Schlachtung bei etwa 7,2 und fällt innerhalb weniger Stunden unter 5,8, was die Wasserhaltekapazität von Actomyosin erheblich beeinträchtigt. Mit sinkendem pH-Wert wird die Proteinstruktur zunehmend wasserabweisend. Die Wasserhaltekapazität von Fleisch ist bei pH 5,0-5,2 (dem isoelektrischen Punkt von Actomyosin) am niedrigsten. Technisch gesehen sollte für die Herstellung von emulgierten Würsten (Schinken) Fleisch mit einem pH-Wert über 5,7 verwendet werden. Durch die Zugabe von Speisesalz und Phosphat oder phosphathaltigen Pökelmitteln kann der pH-Wert leicht angehoben und so das Wasserhaltevermögen verbessert werden.
(7) Zerkleinern von rohem Fleisch: Actomyosin und Myosin sind filamentöse Strukturen, die in Muskelzellen enthalten sind. Muskelzellen sind von einer Schicht Bindegewebsmembran umhüllt. Solange diese Membran intakt bleibt, können Actomyosin und Myosin nur an das Wasser in den Zellen selbst binden und nicht an zugesetztes Wasser. Daher muss während des Zerkleinerungsprozesses die Zellmembran aufgebrochen werden, damit die Fragmente der Strukturproteine freigesetzt werden und zusätzliches Wasser absorbieren können. Durch Wasserabsorption und Quellen entsteht eine Proteingelmembran, die Fett absorbiert und einkapselt und verhindert, dass Fettpartikel beim Erhitzen aggregieren und ausschmelzen. Bei optimalen Salz- und Phosphatkonzentrationen gilt: Je mehr sich die Zellmembranen der Muskelzellen öffnen, desto mehr salzlösliche Proteine werden aus Actomyosin freigesetzt. Scharfe Messer und das „trockene Zerkleinern“ von magerem Fleisch sind sehr effektiv. „Trockenzerkleinern“ bedeutet, dass zu Beginn des Zerkleinerungsprozesses mageres Fleisch zusammen mit Salz, Phosphat und anderen Pökelmitteln kräftig zerkleinert wird. Dabei werden sämtliche Muskelzellen aufgeschnitten und die freigesetzten Strukturproteine weiter zerkleinert. Bei hoher Salzkonzentration werden die salzlöslichen Proteine maximal freigesetzt. Fettzellen enthalten Fett, das von einem bindegewebigen Netzwerk, der Zellmembran, umhüllt ist. Intakte Fettzellen sind hitzestabil. Beim Zerkleinern werden die Zellmembranen aufgebrochen und das Fett wird freigesetzt, wodurch sehr kleine Fettpartikel oder -kügelchen entstehen. Je feiner das Fettgewebe zerkleinert wird, desto mehr Fett wird freigesetzt und beim Erhitzen kann es leicht zu Zusammenlagerungen kommen, wodurch das Produkt ölig wird. Um die Ansammlung von Fetten zu verhindern, werden mehr Proteine benötigt. Wenn die Wurstformel weniger mageres Fleisch und mehr Fett enthält, ist das Proteinnetzwerk nicht in der Lage, das gesamte freie Fett aufzunehmen. Daher sollte das Fettgewebe zerkleinert werden, bis es gleichmäßig mit der Fleischpaste vermischt ist, und es darf nicht zu stark zerkleinert werden.
3. Häufige Probleme und Lösungen
(1) Zu hohe Temperatur beim Zerkleinern Um eine Denaturierung des Proteins durch zu hohe Temperatur beim Emulgieren zu verhindern, muss die entstehende Wärme absorbiert werden.
Eine Methode besteht darin, beim Zerkleinern Eis hinzuzufügen. Die Wirkung der Zugabe von Eis ist weitaus besser als die Zugabe von Eiswasser, da Eis beim Schmelzen zu Eiswasser eine große Wärmemenge absorbiert. Neben der Wärmeaufnahme kann die Zugabe von Eis auch die Fließfähigkeit der Emulsion verbessern, was sich positiv auf die spätere Abfüllung auswirkt. Eine andere Möglichkeit, die Temperatur zu senken, ist die Zugabe von festem Kohlendioxid (Trockeneis) beim Zerkleinern von rohem Fleisch oder die Zugabe von etwas gefrorenem Fleisch beim Zerkleinern. Zusammenfassend ist darauf zu achten, dass die Temperatur des Fleischteigs am Ende des Zerkleinerns 12 °C nicht überschreitet.
(2) Übermäßiges Zerkleinern Der Zusammenbruch der Emulgierungsstruktur wird hauptsächlich durch die erneute Aggregation dispergierter Fettpartikel zu großen Fettkügelchen verursacht. Wenn alle Fettkügelchen vollständig von salzlöslichen Proteinen umhüllt sind, kann das Aggregationsphänomen nur schwer auftreten. Bei übermäßigem Zerkleinern können die freigesetzten Proteine jedoch nicht alle Fettkügelchen vollständig umhüllen. Diese unverpackten oder schlecht verpackten Fettkügelchen schmelzen beim Erhitzen und das geschmolzene Fett sammelt sich eher an, was zu einer öligen Wurst und sogar einer Fettschicht an der Oberseite der Wurst führt. In diesem Fall müssen der Zerkleinerungsprozess und die Parameter angepasst werden.
(3) Unzureichende Extraktion salzlöslicher Proteine aufgrund des geringen Anteils an magerem Fleisch. Ein geringer Anteil an magerem Fleisch bezieht sich hauptsächlich auf ein Ungleichgewicht in der Zusammensetzung von Myosin und Kollagen im rohen Fleisch oder auf einen zu geringen Anteil an magerem Fleisch im Rohmaterial. Die von Myosin und Kollagen umhüllten Fettkügelchen sind gleich groß. Beim Erhitzen schrumpft Kollagen jedoch und bei weiterer Erhitzung entstehen Gelatinetröpfchen, die von der Oberfläche der Fettkügelchen wegfließen und diese freilegen. Dadurch bildet sich oben auf der fertigen Wurst eine Fettschicht, während sich unten ein Gelatineblock bildet. Wenn dies während der Produktion auftritt, ist es notwendig, die Zusammensetzung des rohen Fleisches anzupassen, den Magerfleischanteil zu erhöhen und beim Zerkleinern einige komplexe Phosphate hinzuzufügen, um den pH-Wert des Fleisches zu erhöhen und die Extraktion salzlöslicher Proteine zu unterstützen. Darüber hinaus können einige Nichtfleischproteine in Lebensmittelqualität wie Gewebeprotein, Serumprotein und Sojaproteinisolat hinzugefügt werden, um die Emulgierungswirkung des Fleisches zu verbessern.
(4) Schnelles Erhitzen oder zu hohe Gartemperatur Auch wenn die Zusammensetzung des rohen Fleisches angemessen ist und die vorherige Verarbeitung ordnungsgemäß erfolgt ist, kann es bei zu schnellem Erhitzen oder zu hoher Temperatur dennoch zu einer Fettabscheidung kommen. Beim schnellen Erhitzen koagulieren die Proteine auf der Oberfläche der Fettkügelchen und umhüllen die Fettkügelchen. Durch anhaltendes Erhitzen dehnen sich die Fettkügelchen aus, während der Proteinfilm auf ihrer Oberfläche dazu neigt, sich zusammenzuziehen. Wenn dieser Prozess anhält, wird der geronnene Proteinfilm aufgebrochen und das innere Fett fließt heraus. Tritt diese Situation bei der Herstellung von Frankfurter Würstchen auf, führt dies zu einer leicht fettigen Oberfläche der Würstchen und zu Ölflecken auf den Räucherstäbchen. Obwohl dieses Problem nicht so gravierend ist wie eine Übermischung oder ein Mangel an magerem Fleisch, sollten auch die Parameter des Räucherns und Garens entsprechend angepasst werden.
(5) Die Emulsion bleibt zu lange stehen. Die emulgierte Fleischpaste sollte so schnell wie möglich abgefüllt werden, da die Stabilitätszeit der Emulsion nur wenige Stunden beträgt. Bei zu langer Standzeit bricht die Struktur der emulgierten Fleischpaste zusammen und beim anschließenden Erhitzen tritt Öl aus.
1. Grundprinzipien
Emulgierte Fleischpaste besteht aus einer Matrix aus Muskel- und Bindegewebsfasern (oder Faserfragmenten), die in einem Wassermedium suspendiert sind, das lösliche Proteine und andere lösliche Muskelbestandteile enthält. Die dispergierte Phase besteht aus festen oder flüssigen Fettkügelchen und die kontinuierliche Phase ist eine Wasserlösung, die gelöste (oder suspendierte) Salze und Proteine enthält.
In diesem System ist der Emulgator das salzlösliche Protein in der kontinuierlichen Phase. Die gesamte Emulsion ist vom Typ Wasser-in-Öl. Da der Durchmesser der dispergierten Fettkügelchen im Allgemeinen größer als 50 μm ist, handelt es sich bei emulgierter Fleischpaste nicht um eine echte Emulsion. Myofibrillen enthalten mehr Myosin. Myosin gerinnt, wenn es auf 58–68 °C erhitzt wird. Kollagenreiches Bindegewebe schrumpft bei Erwärmung auf 68 °C auf ein Drittel seiner ursprünglichen Größe. Bei weiterer Erhitzung entsteht Gelatine. Beim Zerkleinern nimmt Kollagen große Mengen Wasser auf, beim anschließenden Erhitzen schrumpft es jedoch und stößt das Wasser aus.
Myofibrilläre Proteine haben bessere Emulgiereigenschaften und sind in Wasser und verdünnten Salzlösungen unlöslich, in konzentrierten Salzlösungen jedoch löslich. Daher muss bei der Verarbeitung von emulgierten Würsten beim Zerkleinern Salz hinzugefügt werden, um die Auflösung dieser Proteine zu unterstützen und als Emulgatoren zu wirken, um die dispergierten Fettpartikel vollständig zu umhüllen und so die Stabilität der emulgierten Fleischpaste aufrechtzuerhalten.
2. Einflussfaktoren
Es gibt viele Faktoren, die die Bildung und Stabilität emulgierter Fleischpaste beeinflussen, darunter die Temperatur während der Emulgierung, die Größe der Fettpartikel, der pH-Wert, die Menge und Art der löslichen Proteine sowie die Viskosität der Emulsion.
(1) Temperatur beim Emulgieren Beim Zerkleinern oder Emulgieren von rohem Fleisch entsteht aufgrund der Reibung im Zerkleinerer und Emulgator eine große Wärmemenge. Eine entsprechende Temperaturerhöhung kann die Solubilisierung salzlöslicher Proteine unterstützen, die Bildung von Pökelfarbe beschleunigen und die Fließfähigkeit der Fleischpaste erhöhen. Wenn jedoch die Temperatur während der Emulgierung zu hoch ist, kommt es zur Denaturierung salzlöslicher Proteine und zum Verlust der Emulgierfunktion; Es verringert auch die Viskosität der Emulsion, wodurch die kleineren Fettpartikel in der dispergierten Phase an die Oberfläche der emulgierten Fleischpaste wandern, wodurch die Stabilität der Emulsion verringert wird. und es führt dazu, dass die Fettpartikel beim Zerkleinern und Emulgieren schmelzen und zu kleineren Mikropartikeln werden, mit einer starken Vergrößerung der Oberfläche, wodurch es für die löslichen Proteine unmöglich wird, sie vollständig zu umhüllen, d. h. das Fett kann nicht vollständig emulgiert werden. Dies führt dazu, dass die Emulsionsstruktur bei der anschließenden thermischen Verarbeitung zusammenbricht und es zu Ölaustritt in der Wurst kommt.
Die beste Freisetzung salzlöslicher Proteine aus magerem Fleisch erfolgt bei niedrigen Temperaturen, während die beste Fettbindung bei etwas höheren Temperaturen erfolgt. Basierend auf praktischen Erfahrungen besteht eine Kompromisslösung darin, die Endtemperatur beim Zerkleinern zwischen 12 und 15 °C zu halten. Stärke beschleunigt den Temperaturanstieg der Fleischpaste im Zerkleinerer, daher muss Stärke in den meisten Fällen als letzte Zutat hinzugefügt werden, um ein Überschreiten der geeigneten Endtemperatur zu vermeiden.
Ebenso wichtig ist es, dass alle Zutaten einen bestimmten Zerkleinerungsgrad erreichen. Wenn das Muskel- und Fettgewebe zu fein zerkleinert wird und dadurch verhältnismäßig zu wenig Strukturproteine entstehen, spricht man von „Überzerkleinerung“. Wenn die anfängliche Zerkleinerungszeit von magerem Fleisch oder die gesamte Zerkleinerungszeit zu kurz ist, zu wenig salzlösliche Proteine aus den Muskelzellen freigesetzt werden oder das Fett nicht gleichmäßig verteilt ist, kommt es zum Phänomen des „Unterzerkleinerns“.
(2) Wasser und Fett Das Grundmaterial für das Quellen und Auflösen von Proteinen in emulgierter Wurstpaste (Schinken) ist Wasser. Um eine gelungene Wurstmasse herzustellen, muss ausreichend Wasser vorhanden sein. Wasser sollte in Schüben hinzugefügt werden, da der Prozess der Proteinbindung von Wassermolekülen (Quellung) allmählich und kontinuierlich erfolgt. Normalerweise wird die Zugabe in drei Portionen empfohlen. 40 % sollten während des Zerkleinerungsprozesses hinzugefügt werden, wenn das Fleisch mit Salz, Phosphat und anderen Pökelmitteln vermischt wird. 30 % sollten beim Zerkleinern von Fett hinzugefügt werden. Die restlichen 30 % sollten am Ende zusammen mit Stärke und anderen Zutaten hinzugefügt werden.
Fett, das etwa 30 % der Fleischmischung ausmacht, spielt eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung des Fleischmischungssystems. Fett wird innerhalb des Proteinnetzwerks verteilt, wodurch die durch Hitzedenaturierung verursachte Schrumpfung der Proteinstruktur abgemildert werden kann. Da Fett zusammen mit Proteinen in der Produktstruktur verteilt ist, kann es die Alterung des Produkts verhindern und die Zartheit und thermische Stabilität des Produkts verbessern.
Bei einem zu hohen Fettgehalt wird jedoch das erforderliche Proteinnetzwerk stärker, was oft nur schwer zu erreichen ist. Daher sollte der Fettanteil in der Fleischmischung wissenschaftlich abgestimmt sein. Während des Emulgierungsprozesses muss das Fett im rohen Fleisch in Partikel geeigneter Größe zerkleinert werden, um eine gut emulgierte Fleischpaste zu bilden. Mit abnehmendem Volumen der Fettpartikel vergrößert sich deren Oberfläche und für die Emulgierung werden mehr salzlösliche Proteine benötigt.
(3) Menge und Art der salzlöslichen Proteine: Da Salz bei der Herstellung von emulgierten Fleischpasten dabei helfen kann, salzlösliche Proteine aus magerem Fleisch zu extrahieren, sollte mageres Fleisch zunächst unter Salzbedingungen zerkleinert werden und anschließend rohes Fleisch mit hohem Fettgehalt zum Zerkleinern hinzugefügt werden. Je mehr salzlösliche Proteine extrahiert werden, desto besser ist die Stabilität der emulgierten Fleischpaste. Darüber hinaus ist die Emulgierungskapazität umso größer, je mehr Myosin vorhanden ist. Die Menge des extrahierten Proteins steht in direktem Zusammenhang mit dem pH-Wert des rohen Fleisches. Bei einem hohen pH-Wert werden mehr Proteine extrahiert und die Stabilität der Emulsion ist besser.
(4) Der Zustand von rohem Fleisch: Die Menge an salzlöslichen Proteinen (hauptsächlich myofibrilläre Proteine), die aus frischem Fleisch vor der Totenstarre extrahiert werden kann, ist 50 % höher als die aus Fleisch nach der Totenstarre. Die Emulgierungswirkung salzlöslicher myofibrillärer Proteine ist viel besser als die sarkoplasmatischer Proteine. Bei gleichem Gewicht an rohem Fleisch kann frisches Fleisch mehr Fett emulgieren. Allerdings ist es für Fabriken schwierig, vollständig Frischfleisch für die Produktion zu verwenden. Wenn Fabriken für die Produktion nur Fleisch nach der Totenstarre verwenden können, sollte das rohe Fleisch vor dem Emulgieren mit Eis, Salz und Pökelmitteln zerkleinert und dann 12 Stunden lang bei 0–4 °C gelagert werden. Dadurch können mehr Proteine extrahiert werden.
(5) Salzkonzentration: Die Gesamtsalzkonzentration (Speisesalz, Nitrit und Phosphat in Pökelmitteln) in der Fleischmischung ist für das Quellen und Auflösen von Actomyosin und Myosin sehr wichtig. Actomyosin ist in Wasser unlöslich, aber in Salzlösungen löslich, und seine Löslichkeit nimmt mit zunehmender Salzkonzentration zu und erreicht ein Maximum, wenn die Salzkonzentration 5 % bis 6 % (bezogen auf das magere Fleischgewicht) beträgt. Daher sollte aus prozesstechnischer Sicht Salz in emulgierte Würste (Schinken) während der Vorpökelung oder in der Anfangsphase des Zerkleinerns von magerem Fleisch zugegeben werden.
(6) pH-Wert: Der pH-Wert von Fleisch liegt zum Zeitpunkt der Schlachtung bei etwa 7,2 und fällt innerhalb weniger Stunden unter 5,8, was die Wasserhaltekapazität von Actomyosin erheblich beeinträchtigt. Mit sinkendem pH-Wert wird die Proteinstruktur zunehmend wasserabweisend. Die Wasserhaltekapazität von Fleisch ist bei pH 5,0-5,2 (dem isoelektrischen Punkt von Actomyosin) am niedrigsten. Technisch gesehen sollte für die Herstellung von emulgierten Würsten (Schinken) Fleisch mit einem pH-Wert über 5,7 verwendet werden. Durch die Zugabe von Speisesalz und Phosphat oder phosphathaltigen Pökelmitteln kann der pH-Wert leicht angehoben und so das Wasserhaltevermögen verbessert werden.
(7) Zerkleinern von rohem Fleisch: Actomyosin und Myosin sind filamentöse Strukturen, die in Muskelzellen enthalten sind. Muskelzellen sind von einer Schicht Bindegewebsmembran umhüllt. Solange diese Membran intakt bleibt, können Actomyosin und Myosin nur an das Wasser in den Zellen selbst binden und nicht an zugesetztes Wasser. Daher muss während des Zerkleinerungsprozesses die Zellmembran aufgebrochen werden, damit die Fragmente der Strukturproteine freigesetzt werden und zusätzliches Wasser absorbieren können. Durch Wasserabsorption und Quellen entsteht eine Proteingelmembran, die Fett absorbiert und einkapselt und verhindert, dass Fettpartikel beim Erhitzen aggregieren und ausschmelzen. Bei optimalen Salz- und Phosphatkonzentrationen gilt: Je mehr sich die Zellmembranen der Muskelzellen öffnen, desto mehr salzlösliche Proteine werden aus Actomyosin freigesetzt. Scharfe Messer und das „trockene Zerkleinern“ von magerem Fleisch sind sehr effektiv. „Trockenzerkleinern“ bedeutet, dass zu Beginn des Zerkleinerungsprozesses mageres Fleisch zusammen mit Salz, Phosphat und anderen Pökelmitteln kräftig zerkleinert wird. Dabei werden sämtliche Muskelzellen aufgeschnitten und die freigesetzten Strukturproteine weiter zerkleinert. Bei hoher Salzkonzentration werden die salzlöslichen Proteine maximal freigesetzt. Fettzellen enthalten Fett, das von einem bindegewebigen Netzwerk, der Zellmembran, umhüllt ist. Intakte Fettzellen sind hitzestabil. Beim Zerkleinern werden die Zellmembranen aufgebrochen und das Fett wird freigesetzt, wodurch sehr kleine Fettpartikel oder -kügelchen entstehen. Je feiner das Fettgewebe zerkleinert wird, desto mehr Fett wird freigesetzt und beim Erhitzen kann es leicht zu Zusammenlagerungen kommen, wodurch das Produkt ölig wird. Um die Ansammlung von Fetten zu verhindern, werden mehr Proteine benötigt. Wenn die Wurstformel weniger mageres Fleisch und mehr Fett enthält, ist das Proteinnetzwerk nicht in der Lage, das gesamte freie Fett aufzunehmen. Daher sollte das Fettgewebe zerkleinert werden, bis es gleichmäßig mit der Fleischpaste vermischt ist, und es darf nicht zu stark zerkleinert werden.
3. Häufige Probleme und Lösungen
(1) Zu hohe Temperatur beim Zerkleinern Um eine Denaturierung des Proteins durch zu hohe Temperatur beim Emulgieren zu verhindern, muss die entstehende Wärme absorbiert werden.
Eine Methode besteht darin, beim Zerkleinern Eis hinzuzufügen. Die Wirkung der Zugabe von Eis ist weitaus besser als die Zugabe von Eiswasser, da Eis beim Schmelzen zu Eiswasser eine große Wärmemenge absorbiert. Neben der Wärmeaufnahme kann die Zugabe von Eis auch die Fließfähigkeit der Emulsion verbessern, was sich positiv auf die spätere Abfüllung auswirkt. Eine andere Möglichkeit, die Temperatur zu senken, ist die Zugabe von festem Kohlendioxid (Trockeneis) beim Zerkleinern von rohem Fleisch oder die Zugabe von etwas gefrorenem Fleisch beim Zerkleinern. Zusammenfassend ist darauf zu achten, dass die Temperatur des Fleischteigs am Ende des Zerkleinerns 12 °C nicht überschreitet.
(2) Übermäßiges Zerkleinern Der Zusammenbruch der Emulgierungsstruktur wird hauptsächlich durch die erneute Aggregation dispergierter Fettpartikel zu großen Fettkügelchen verursacht. Wenn alle Fettkügelchen vollständig von salzlöslichen Proteinen umhüllt sind, kann das Aggregationsphänomen nur schwer auftreten. Bei übermäßigem Zerkleinern können die freigesetzten Proteine jedoch nicht alle Fettkügelchen vollständig umhüllen. Diese unverpackten oder schlecht verpackten Fettkügelchen schmelzen beim Erhitzen und das geschmolzene Fett sammelt sich eher an, was zu einer öligen Wurst und sogar einer Fettschicht an der Oberseite der Wurst führt. In diesem Fall müssen der Zerkleinerungsprozess und die Parameter angepasst werden.
(3) Unzureichende Extraktion salzlöslicher Proteine aufgrund des geringen Anteils an magerem Fleisch. Ein geringer Anteil an magerem Fleisch bezieht sich hauptsächlich auf ein Ungleichgewicht in der Zusammensetzung von Myosin und Kollagen im rohen Fleisch oder auf einen zu geringen Anteil an magerem Fleisch im Rohmaterial. Die von Myosin und Kollagen umhüllten Fettkügelchen sind gleich groß. Beim Erhitzen schrumpft Kollagen jedoch und bei weiterer Erhitzung entstehen Gelatinetröpfchen, die von der Oberfläche der Fettkügelchen wegfließen und diese freilegen. Dadurch bildet sich oben auf der fertigen Wurst eine Fettschicht, während sich unten ein Gelatineblock bildet. Wenn dies während der Produktion auftritt, ist es notwendig, die Zusammensetzung des rohen Fleisches anzupassen, den Magerfleischanteil zu erhöhen und beim Zerkleinern einige komplexe Phosphate hinzuzufügen, um den pH-Wert des Fleisches zu erhöhen und die Extraktion salzlöslicher Proteine zu unterstützen. Darüber hinaus können einige Nichtfleischproteine in Lebensmittelqualität wie Gewebeprotein, Serumprotein und Sojaproteinisolat hinzugefügt werden, um die Emulgierungswirkung des Fleisches zu verbessern.
(4) Schnelles Erhitzen oder zu hohe Gartemperatur Auch wenn die Zusammensetzung des rohen Fleisches angemessen ist und die vorherige Verarbeitung ordnungsgemäß erfolgt ist, kann es bei zu schnellem Erhitzen oder zu hoher Temperatur dennoch zu einer Fettabscheidung kommen. Beim schnellen Erhitzen koagulieren die Proteine auf der Oberfläche der Fettkügelchen und umhüllen die Fettkügelchen. Durch anhaltendes Erhitzen dehnen sich die Fettkügelchen aus, während der Proteinfilm auf ihrer Oberfläche dazu neigt, sich zusammenzuziehen. Wenn dieser Prozess anhält, wird der geronnene Proteinfilm aufgebrochen und das innere Fett fließt heraus. Tritt diese Situation bei der Herstellung von Frankfurter Würstchen auf, führt dies zu einer leicht fettigen Oberfläche der Würstchen und zu Ölflecken auf den Räucherstäbchen. Obwohl dieses Problem nicht so gravierend ist wie eine Übermischung oder ein Mangel an magerem Fleisch, sollten auch die Parameter des Räucherns und Garens entsprechend angepasst werden.
(5) Die Emulsion bleibt zu lange stehen. Die emulgierte Fleischpaste sollte so schnell wie möglich abgefüllt werden, da die Stabilitätszeit der Emulsion nur wenige Stunden beträgt. Bei zu langer Standzeit bricht die Struktur der emulgierten Fleischpaste zusammen und beim anschließenden Erhitzen tritt Öl aus.
