Helper Machinery Group Co., Ltd.

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Principi di base dell'emulsificazione e analisi dei fattori che influenzano

2025 11/10

Le salsicce emulsionate sono popolari tra le persone per il loro buon gusto, il sapore delizioso e le ricche varietà. La tecnologia di lavorazione delle salsicce emulsionate non è complicata, ma durante la lavorazione si verificano spesso problemi come perdite di olio e struttura allentata a causa dello scarso controllo delle condizioni di produzione, del funzionamento improprio, in particolare della scarsa emulsione della pasta di carne o della scarsa stabilità della pasta di carne emulsionata.

1. Principi fondamentali

La pasta di carne emulsionata è composta da una matrice di fibre muscolari e di tessuto connettivo (o frammenti di fibre) sospese in un mezzo acquoso contenente proteine ​​solubili e altri componenti muscolari solubili. La fase dispersa è costituita da globuli di grasso solidi o liquidi e la fase continua è una soluzione acquosa contenente sali e proteine ​​disciolti (o sospesi).
In questo sistema l'emulsionante è la proteina solubile nel sale in fase continua. L'intera emulsione è del tipo acqua in olio. Poiché il diametro dei globuli di grasso dispersi è generalmente maggiore di 50 μm, la pasta di carne emulsionata non è una vera emulsione. Miofibrille contenenti più miosina, la miosina coagula quando riscaldata a 58-68°C. Il tessuto connettivo ricco di collagene si ridurrà fino a un terzo delle sue dimensioni originali se riscaldato a 68°C. Se riscaldato ulteriormente, formerà gelatina. Durante la triturazione, il collagene assorbe una grande quantità di acqua, ma durante il successivo riscaldamento si restringe ed espelle l'acqua.
Le proteine ​​miofibrillari hanno migliori proprietà emulsionanti e sono insolubili in acqua e soluzioni saline diluite ma solubili in soluzioni saline concentrate. Pertanto, nella lavorazione degli insaccati emulsionati, è necessario aggiungere sale durante la triturazione per favorire lo scioglimento di queste proteine ​​e agire come emulsionanti per avvolgere completamente le particelle di grasso disperse, mantenendo così la stabilità della pasta di carne emulsionata.

2. Fattori che influenzano

Esistono molti fattori che influenzano la formazione e la stabilità della pasta di carne emulsionata, tra cui la temperatura durante l'emulsificazione, la dimensione delle particelle di grasso, il pH, la quantità e il tipo di proteine ​​solubili e la viscosità dell'emulsione.

(1) Temperatura durante l'emulsificazione Durante la triturazione o l'emulsione della carne cruda, viene generata una grande quantità di calore a causa dell'attrito nel tritatutto e nell'emulsionatore. Un adeguato aumento della temperatura può aiutare la solubilizzazione delle proteine ​​solubili nel sale, accelerare la formazione del colore stagionato e aumentare la fluidità della pasta di carne. Tuttavia, se la temperatura durante l'emulsificazione è troppo elevata, causerà la denaturazione delle proteine ​​solubili nel sale e la perdita della funzione emulsionante; ridurrà inoltre la viscosità dell'emulsione, facendo sì che le particelle di grasso più piccole nella fase dispersa si spostino sulla superficie della pasta di carne emulsionata, riducendo la stabilità dell'emulsione; e farà sì che le particelle di grasso si sciolgano e diventino microparticelle più piccole durante la triturazione e l'emulsione, con un forte aumento della superficie, rendendo impossibile alle proteine ​​solubili di avvolgerle completamente, cioè il grasso non può essere emulsionato completamente. Di conseguenza, la struttura dell'emulsione collassa durante la successiva lavorazione termica, causando perdite di olio nella salsiccia.
Il miglior rilascio di proteine ​​solubili nel sale dalla carne magra avviene a basse temperature, mentre il miglior legame dei grassi avviene a temperature leggermente più elevate. In base all'esperienza pratica, una soluzione di compromesso è quella di mantenere la temperatura finale di triturazione tra 12-15°C. L'amido accelera l'aumento della temperatura della pasta di carne nel tritatutto, quindi nella maggior parte dei casi l'amido deve essere aggiunto come ultimo ingrediente per evitare di superare la temperatura finale appropriata.
È altrettanto importante che tutti gli ingredienti raggiungano un certo grado di tritatura. Se i tessuti muscolari e adiposi vengono tritati troppo finemente, risultando in un numero relativamente basso di proteine ​​strutturali, si parla di "triturazione eccessiva". Se il tempo di triturazione iniziale della carne magra o il tempo di triturazione totale è troppo breve, se le cellule muscolari rilasciano troppo poche proteine ​​solubili nel sale o il grasso non è distribuito uniformemente, si verificherà il fenomeno della "sminuzzatura insufficiente".

(2) Acqua e grasso Il materiale di base per il rigonfiamento e la dissoluzione delle proteine ​​nella pasta di carne emulsionata di salsiccia (prosciutto) è l'acqua. Per produrre una pasta di carne di successo, deve esserci acqua sufficiente. L'acqua dovrebbe essere aggiunta in lotti perché il processo di legame proteico delle molecole d'acqua (rigonfiamento) è graduale e continuo. Di solito si consiglia di aggiungere in tre lotti. Il 40% dovrebbe essere aggiunto durante il processo di triturazione quando la carne viene mescolata con sale, fosfato e altri agenti stagionanti. Il 30% va aggiunto durante la triturazione del grasso. Il restante 30% va aggiunto alla fine insieme all'amido e agli altri ingredienti.

Il grasso, che costituisce circa il 30% dell'impasto di carne, svolge un ruolo cruciale nella stabilizzazione del sistema dell'impasto di carne. Il grasso è distribuito all'interno della rete proteica, che può alleviare il restringimento della struttura proteica causato dalla denaturazione del calore. Poiché il grasso è distribuito insieme alle proteine ​​nella struttura del prodotto, può prevenire l'invecchiamento del prodotto e migliorarne la tenerezza e la stabilità termica.

Tuttavia, quando il contenuto di grassi è troppo elevato, la rete proteica necessaria diventa più forte, cosa spesso difficile da ottenere. Pertanto, la percentuale di grasso nella miscela di carne dovrebbe essere configurata scientificamente. Durante il processo di emulsionamento, per formare una buona pasta di carne emulsionata, il grasso della carne cruda deve essere tritato in particelle di dimensioni adeguate. Quando il volume delle particelle di grasso diminuisce, la loro area superficiale aumenta e per l’emulsificazione sono necessarie più proteine ​​solubili nel sale.

(3) La quantità e il tipo di proteine ​​solubili nel sale: quando si preparano paste di carne emulsionate, poiché il sale può aiutare a estrarre le proteine ​​solubili nel sale dalla carne magra, la carne magra deve essere tritata prima sotto sale, e poi si deve aggiungere carne cruda con un alto contenuto di grassi per tritarla. Maggiore è la quantità di proteine ​​solubili nel sale estratte, migliore è la stabilità della pasta di carne emulsionata. Inoltre, più miosina è presente, maggiore è la capacità emulsionante. La quantità di proteine ​​estratte è direttamente correlata al pH della carne cruda. Quando il pH è alto vengono estratte più proteine ​​e la stabilità dell’emulsione è migliore.

(4) Lo stato della carne cruda: la quantità di proteine ​​solubili nel sale (principalmente proteine ​​miofibrillari) che può essere estratta dalla carne fresca prima del rigor mortis è del 50% superiore a quella della carne dopo il rigor mortis. L'effetto emulsionante delle proteine ​​miofibrillari solubili in sale è molto migliore di quello delle proteine ​​sarcoplasmatiche. A parità di peso della carne cruda, la carne fresca può emulsionare più grassi. Tuttavia, è difficile per le fabbriche utilizzare completamente carne fresca per la produzione. Se le fabbriche possono utilizzare la carne solo dopo il rigor mortis per la produzione, la carne cruda deve essere tritata con ghiaccio, sale e agenti stagionanti prima dell'emulsione e quindi posta a 0-4°C per 12 ore. Questo può estrarre più proteine.

(5) Concentrazione di sale: la concentrazione totale di sale (sale da cucina, nitrito e fosfato negli agenti stagionanti) nella miscela di carne è molto importante per il rigonfiamento e la dissoluzione dell'actomiosina e della miosina. L'actomiosina è insolubile in acqua ma solubile in soluzioni saline e la sua solubilità aumenta con l'aumento della concentrazione di sale, raggiungendo un massimo quando la concentrazione di sale è compresa tra il 5% e il 6% (in base al peso della carne magra). Pertanto, dal punto di vista del processo, il sale nelle salsicce emulsionate (prosciutto) dovrebbe essere aggiunto durante la pre-stagionatura o la fase iniziale di triturazione della carne magra.

(6) Valore pH: il valore pH della carne al momento della macellazione è di circa 7,2 e scende sotto 5,8 nel giro di poche ore, influenzando in modo significativo la capacità di ritenzione idrica dell'actomiosina. Man mano che il valore del pH diminuisce, la struttura proteica diventa sempre più idrorepellente. La capacità di trattenere l'acqua della carne è minima a pH 5,0-5,2 (il punto isoelettrico dell'actomiosina). Tecnicamente, la carne con un valore di pH superiore a 5,7 dovrebbe essere utilizzata per produrre salsicce emulsionate (prosciutto). L'aggiunta di sale da cucina e fosfato o di agenti indurenti contenenti fosfati può aumentare leggermente il valore del pH, migliorando così la capacità di ritenzione idrica.

(7) Tritare la carne cruda: l'actomiosina e la miosina sono strutture filamentose contenute nelle cellule muscolari. Le cellule muscolari sono avvolte in uno strato di membrana di tessuto connettivo. Finché questa membrana rimane intatta, l'actomiosina e la miosina possono legarsi solo all'acqua all'interno delle cellule stesse e non possono legarsi all'acqua aggiunta. Pertanto, durante il processo di triturazione, la membrana cellulare deve essere rotta per consentire ai frammenti delle proteine ​​strutturali di essere rilasciati e assorbire l'acqua aggiunta e, attraverso l'assorbimento e il rigonfiamento dell'acqua, formare una membrana di gel proteico, assorbendo e incapsulando così il grasso e impedendo alle particelle di grasso di aggregarsi e sciogliersi durante il riscaldamento. Con concentrazioni ottimali di sale e fosfato, quanto più si aprono le membrane cellulari delle cellule muscolari, tanto più proteine ​​solubili nel sale vengono rilasciate dall'actomiosina. Molto efficaci sono i coltelli affilati e il "taglio a secco" della carne magra. "Tagliare a secco" significa che all'inizio del processo di triturazione la carne magra viene tritata fortemente insieme a sale, fosfato e altri agenti di stagionatura. Tutte le cellule muscolari vengono tagliate e le proteine ​​strutturali rilasciate vengono ulteriormente tagliate. In condizioni di elevata concentrazione di sale, le proteine ​​solubili nel sale vengono rilasciate nella massima misura. Le cellule di grasso contengono grasso avvolto in una rete di tessuto connettivo, la membrana cellulare. Le cellule adipose intatte sono stabili al calore. Durante il processo di triturazione, le membrane cellulari vengono rotte e il grasso viene rilasciato formando particelle o sfere di grasso molto piccole. Quanto più fine viene tritato il tessuto adiposo, tanto più grasso viene rilasciato ed è facile che si aggreghi durante il riscaldamento, facendo diventare oleoso il prodotto. Per prevenire l’aggregazione dei grassi, sono necessarie più proteine. Quando nella formula della salsiccia c'è meno carne magra e più grasso, la rete proteica non è in grado di assorbire tutto il grasso libero. Pertanto, il tessuto adiposo deve essere tritato finché non si mescola uniformemente con la pasta di carne e non deve essere tritato eccessivamente.

3. Problemi comuni e soluzioni

(1) Temperatura eccessiva durante la triturazione Per evitare la denaturazione delle proteine ​​dovuta alla temperatura eccessiva durante l'emulsificazione, il calore generato deve essere assorbito.
Un metodo consiste nell'aggiungere ghiaccio durante la triturazione. L'effetto dell'aggiunta di ghiaccio è di gran lunga migliore rispetto all'aggiunta di acqua ghiacciata perché il ghiaccio assorbe una grande quantità di calore quando si scioglie in acqua ghiacciata. L'aggiunta di ghiaccio, oltre ad assorbire il calore, può anche migliorare la fluidità dell'emulsione, utile per il successivo riempimento. Un altro metodo per abbassare la temperatura è aggiungere anidride carbonica solida (ghiaccio secco) durante il taglio della carne cruda o aggiungere carne congelata durante il taglio. In sintesi è necessario assicurarsi che la temperatura della pasta di carne al termine della triturazione non superi i 12°C.

(2) Triturazione eccessiva Il collasso della struttura di emulsionamento è causato principalmente dalla riaggregazione delle particelle di grasso disperse in grandi sfere di grasso. Se tutte le sfere di grasso sono completamente avvolte dalle proteine ​​salinosolubili, difficilmente si verifica il fenomeno dell'aggregazione. Tuttavia, quando la triturazione è eccessiva, le proteine ​​rilasciate non riescono ad avvolgere completamente tutte le sfere di grasso. Queste sfere di grasso non avvolte o scarsamente avvolte si scioglieranno durante il riscaldamento ed è più probabile che il grasso fuso si aggreghi, risultando in una salsiccia oleosa e persino in uno strato di grasso nella parte superiore della salsiccia. In questo caso è necessario modificare il processo di triturazione e i parametri.

(3) Estrazione insufficiente di proteine ​​solubili in sale a causa del basso contenuto di carne magra Un basso contenuto di carne magra si riferisce principalmente a uno squilibrio nella composizione di miosina e collagene nella carne cruda o a un contenuto di carne magra troppo basso nella materia prima. Le sfere di grasso avvolte da miosina e collagene hanno le stesse dimensioni. Tuttavia, durante il riscaldamento, il collagene si restringe e un ulteriore riscaldamento genera goccioline di gelatina che scorrono via dalla superficie delle sfere di grasso, esponendole. Di conseguenza, nella parte superiore della salsiccia finale si forma uno strato di grasso, mentre nella parte inferiore si forma un blocco di gelatina. Se ciò si verifica durante la produzione, è necessario regolare la composizione della carne cruda, aumentare il contenuto di carne magra e aggiungere alcuni fosfati complessi durante la triturazione per aumentare il pH della carne e favorire l'estrazione delle proteine ​​solubili nel sale. Inoltre, è possibile aggiungere alcune proteine ​​non carnee di qualità alimentare, come proteine ​​tissutali, proteine ​​del siero e proteine ​​isolate della soia, per migliorare l'effetto emulsionante della carne.

(4) Riscaldamento rapido o temperatura di cottura eccessiva Anche se la composizione della carne cruda è ragionevole e la lavorazione precedente è corretta, se il riscaldamento è troppo rapido o la temperatura è troppo alta, può comunque verificarsi la separazione del grasso. Durante il riscaldamento rapido, le proteine ​​sulla superficie delle sfere di grasso si coagulano e avvolgono le sfere di grasso. Il continuo riscaldamento provoca l'espansione delle sfere di grasso, mentre la pellicola proteica sulla loro superficie tende a contrarsi. Se questo processo continua, il film proteico coagulato si romperà e il grasso interno fuoriuscirà. Quando questa situazione si verifica nella produzione delle salsicce di Francoforte, la superficie delle salsicce diventerà leggermente unta e causerà macchie di olio sulle aste di affumicatura. Anche se questo problema non è così grave come una miscelazione eccessiva o una quantità insufficiente di carne magra, anche i parametri di affumicatura e cottura dovrebbero essere adeguati di conseguenza.

(5) L'emulsione viene lasciata troppo a lungo. La pasta di carne emulsionata va riempita il prima possibile perché il tempo di stabilità dell'emulsione è solo di poche ore. Se lasciata troppo a lungo, la struttura della pasta di carne emulsionata collasserà e durante il successivo riscaldamento fuoriuscirà olio.