ไส้กรอกอิมัลชันเป็นที่นิยมในหมู่คนเนื่องจากมีรสชาติดี รสชาติอร่อย และมีความหลากหลาย เทคโนโลยีการแปรรูปไส้กรอกอิมัลชันไม่ซับซ้อน แต่ปัญหาต่างๆ เช่น น้ำมันรั่วและโครงสร้างหลวม มักเกิดขึ้นระหว่างการแปรรูป เนื่องจากการควบคุมสภาวะการผลิตที่ไม่ดี การทำงานที่ไม่เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำให้อิมัลชันเนื้อบดไม่ดี หรือความคงตัวต่ำของเนื้อบดอิมัลชัน
1. หลักการพื้นฐาน
เนื้อบดอิมัลชันประกอบด้วยเมทริกซ์ของกล้ามเนื้อและเส้นใยเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (หรือชิ้นส่วนของเส้นใย) ที่แขวนลอยอยู่ในตัวกลางที่เป็นน้ำซึ่งมีโปรตีนที่ละลายน้ำได้และส่วนประกอบของกล้ามเนื้อที่ละลายน้ำได้อื่นๆ ระยะการกระจายตัวคือก้อนไขมันที่เป็นของแข็งหรือของเหลว และระยะต่อเนื่องคือสารละลายน้ำที่มีเกลือและโปรตีนที่ละลาย (หรือแขวนลอย)
ในระบบนี้อิมัลซิไฟเออร์คือโปรตีนที่ละลายเกลือได้ในระยะต่อเนื่อง อิมัลชันทั้งหมดเป็นแบบน้ำในน้ำมัน เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของก้อนไขมันที่กระจายโดยทั่วไปจะมากกว่า 50 μm เนื้อบดแบบอิมัลชันจึงไม่ใช่อิมัลชันที่แท้จริง ไมโอไฟบริลที่มีไมโอซินมากกว่า ไมโอซินจะจับตัวเป็นก้อนเมื่อถูกความร้อนถึง 58-68°C เนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่อุดมไปด้วยคอลลาเจนจะหดตัวเหลือหนึ่งในสามของขนาดดั้งเดิมเมื่อถูกความร้อนถึง 68°C ถ้าให้ความร้อนต่อไปจะเกิดเป็นเจลาติน ในระหว่างการสับ คอลลาเจนจะดูดซับน้ำปริมาณมาก แต่ในระหว่างการให้ความร้อนตามมา คอลลาเจนจะหดตัวและขับน้ำออกไป
โปรตีนไมโอไฟบริลลาร์มีคุณสมบัติในการเป็นอิมัลชันได้ดีกว่า และไม่ละลายในน้ำและสารละลายเกลือเจือจาง แต่ละลายได้ในสารละลายเกลือเข้มข้น ดังนั้นในการแปรรูปไส้กรอกอิมัลซิฟายด์ จะต้องเติมเกลือในระหว่างการสับเพื่อช่วยให้โปรตีนเหล่านี้ละลายและทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์เพื่อห่ออนุภาคไขมันที่กระจายตัวอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงรักษาความเสถียรของเนื้ออิมัลชันที่คงตัวไว้
2. ปัจจัยที่มีอิทธิพล
มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการก่อตัวและความคงตัวของเนื้อบดที่ละลายน้ำได้ รวมถึงอุณหภูมิในระหว่างการทำให้เป็นอิมัลชัน ขนาดของอนุภาคไขมัน ค่า pH ปริมาณและชนิดของโปรตีนที่ละลายน้ำได้ และความหนืดของอิมัลชัน
(1) อุณหภูมิระหว่างการอิมัลซิไฟเออร์ ในระหว่างการสับหรืออิมัลซิไฟเออร์ของเนื้อดิบ ความร้อนจำนวนมากจะเกิดขึ้นเนื่องจากการเสียดสีในเครื่องบดสับและอิมัลซิไฟเออร์ การเพิ่มอุณหภูมิที่เหมาะสมสามารถช่วยการละลายของโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือ เร่งการก่อตัวของสีที่แห้งตัว และเพิ่มความลื่นไหลของเนื้อเพสต์ อย่างไรก็ตาม หากอุณหภูมิในระหว่างการอิมัลซิไฟเออร์สูงเกินไป จะทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือ และการสูญเสียการทำงานของอิมัลชัน นอกจากนี้ยังจะลดความหนืดของอิมัลชัน ทำให้อนุภาคไขมันที่มีขนาดเล็กกว่าในระยะกระจายตัวเคลื่อนไปยังพื้นผิวของเนื้อเนื้ออิมัลชัน ส่งผลให้ความคงตัวของอิมัลชันลดลง และจะทำให้อนุภาคไขมันละลายและกลายเป็นอนุภาคขนาดเล็กลงในระหว่างการสับและอิมัลชัน โดยมีพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่โปรตีนที่ละลายน้ำจะห่อหุ้มไว้ได้หมด กล่าวคือ ไขมันไม่สามารถอิมัลชันได้อย่างสมบูรณ์ เป็นผลให้โครงสร้างอิมัลชันพังทลายลงในระหว่างกระบวนการใช้ความร้อนตามมา ทำให้เกิดน้ำมันรั่วในไส้กรอก
การปล่อยโปรตีนที่ละลายเกลือได้ดีที่สุดจากเนื้อไม่ติดมันจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ ในขณะที่การจับกับไขมันได้ดีที่สุดจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่าเล็กน้อย จากประสบการณ์จริง วิธีแก้ปัญหาคือรักษาอุณหภูมิสุดท้ายของการสับให้อยู่ระหว่าง 12-15°C แป้งจะเร่งอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของเนื้อบดในเครื่องบดสับ ดังนั้นในกรณีส่วนใหญ่ จะต้องเติมแป้งเป็นส่วนผสมสุดท้ายเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เกินอุณหภูมิสุดท้ายที่เหมาะสม
สิ่งสำคัญเท่าเทียมกันคือส่วนผสมทั้งหมดต้องผ่านการสับในระดับหนึ่ง หากกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อไขมันถูกสับละเอียดเกินไป ส่งผลให้โปรตีนที่มีโครงสร้างน้อยเกินไป เรียกว่า "การสับมากเกินไป" หากระยะเวลาการสับเนื้อไม่ติดมันครั้งแรกหรือเวลาการสับทั้งหมดสั้นเกินไป มีการปล่อยโปรตีนที่ละลายเกลือได้ออกจากเซลล์กล้ามเนื้อน้อยเกินไป หรือไขมันไม่กระจายอย่างสม่ำเสมอ จะทำให้เกิดปรากฏการณ์ "การสับน้อยเกินไป"
(2) น้ำและไขมัน วัสดุฐานสำหรับการบวมและการละลายของโปรตีนในเนื้อไส้กรอกอิมัลชัน (แฮม) คือน้ำ การผลิตไส้กรอกเนื้อบดได้สำเร็จจะต้องมีน้ำเพียงพอ ควรเติมน้ำเป็นชุดเนื่องจากกระบวนการจับโปรตีนโมเลกุลของน้ำ (การบวม) นั้นเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไปและต่อเนื่อง โดยปกติจะแนะนำให้เพิ่มเป็นสามชุด ควรเพิ่ม 40% ในระหว่างกระบวนการสับเมื่อเนื้อผสมกับเกลือ ฟอสเฟต และสารบ่มอื่น ๆ ควรเพิ่ม 30% ระหว่างการสับไขมัน ควรเติมส่วนที่เหลืออีก 30% ในตอนท้ายพร้อมกับแป้งและส่วนผสมอื่นๆ
ไขมันซึ่งคิดเป็นประมาณ 30% ของส่วนผสมเนื้อสัตว์ มีบทบาทสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของระบบส่วนผสมเนื้อสัตว์ ไขมันมีการกระจายภายในโครงข่ายโปรตีน ซึ่งสามารถบรรเทาการหดตัวของโครงสร้างโปรตีนที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของความร้อน เนื่องจากมีการกระจายไขมันไปพร้อมกับโปรตีนในโครงสร้างผลิตภัณฑ์ จึงสามารถป้องกันการเสื่อมสภาพของผลิตภัณฑ์และปรับปรุงความอ่อนโยนและความเสถียรทางความร้อนของผลิตภัณฑ์ได้
อย่างไรก็ตาม เมื่อมีปริมาณไขมันสูงเกินไป เครือข่ายโปรตีนที่ต้องการก็จะแข็งแกร่งขึ้น ซึ่งมักจะทำได้ยาก ดังนั้นสัดส่วนของไขมันในส่วนผสมเนื้อสัตว์จึงควรได้รับการกำหนดค่าทางวิทยาศาสตร์ ในระหว่างกระบวนการอิมัลชัน เพื่อให้ได้เนื้อเนื้ออิมัลชันที่ดี ไขมันในเนื้อดิบจะต้องสับเป็นอนุภาคขนาดเหมาะสม เมื่อปริมาตรของอนุภาคไขมันลดลง พื้นที่ผิวของพวกมันจะเพิ่มขึ้น และจำเป็นต้องมีโปรตีนที่ละลายเกลือได้มากขึ้นสำหรับการทำอิมัลชัน
(3) ปริมาณและประเภทของโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือ: เมื่อทำเนื้อบดแบบอิมัลชัน เนื่องจากเกลือสามารถช่วยสกัดโปรตีนที่ละลายได้เกลือจากเนื้อสัตว์ไม่ติดมัน จึงควรสับเนื้อไม่ติดมันก่อนภายใต้สภาวะที่เป็นเกลือ จากนั้นจึงควรเติมเนื้อดิบที่มีปริมาณไขมันสูงสำหรับการสับ ยิ่งสกัดโปรตีนที่ละลายเกลือได้มากเท่าใด ความคงตัวของเนื้อบดก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งมีไมโอซินมากเท่าใด ความสามารถในการทำให้เป็นอิมัลซิไฟเออร์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ปริมาณโปรตีนที่สกัดได้จะเกี่ยวข้องโดยตรงกับค่า pH ของเนื้อดิบ เมื่อค่า pH สูง โปรตีนจะถูกสกัดออกมามากขึ้น และความคงตัวของอิมัลชันก็จะดีขึ้น
(4) สถานะของเนื้อดิบ: ปริมาณของโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือ (ส่วนใหญ่เป็นโปรตีนไมโอไฟบริลลาร์) ที่สามารถสกัดได้จากเนื้อสดก่อนการตายของอย่างเข้มงวดจะมากกว่าปริมาณของเนื้อสัตว์หลังจากการตายอย่างเข้มงวดถึง 50% ผลของอิมัลซิฟิเคชั่นของโปรตีนไมโอไฟบริลลาร์ที่ละลายได้ในเกลือนั้นดีกว่าผลของโปรตีนซาร์โคพลาสซึมมาก ภายใต้น้ำหนักเนื้อดิบที่เท่ากัน เนื้อสดสามารถผสมไขมันได้มากขึ้น อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากสำหรับโรงงานที่จะใช้เนื้อสัตว์สดเพื่อการผลิตอย่างสมบูรณ์ หากโรงงานสามารถใช้เนื้อสัตว์หลังจากการตายของเนื้ออย่างเข้มงวดเท่านั้น ควรสับเนื้อดิบด้วยน้ำแข็ง เกลือ และสารบ่มก่อนที่จะทำให้เป็นอิมัลชัน จากนั้นนำไปวางไว้ที่อุณหภูมิ 0-4°C เป็นเวลา 12 ชั่วโมง ซึ่งสามารถดึงโปรตีนออกมาได้มากขึ้น
(5) ความเข้มข้นของเกลือ: ความเข้มข้นรวมของเกลือ (เกลือแกง ไนไตรท์ และฟอสเฟตในสารบ่ม) ในส่วนผสมเนื้อสัตว์มีความสำคัญมากสำหรับการบวมและการละลายของแอคโตมิโอซินและไมโอซิน Actomyosin ไม่ละลายในน้ำแต่ละลายได้ในสารละลายเกลือ และความสามารถในการละลายของมันจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของเกลือที่เพิ่มขึ้น โดยจะถึงระดับสูงสุดเมื่อความเข้มข้นของเกลืออยู่ที่ 5% ถึง 6% (ขึ้นอยู่กับน้ำหนักของเนื้อสัตว์ไม่ติดมัน) ดังนั้นจากมุมมองของกระบวนการ ควรเติมเกลือในไส้กรอกอิมัลชัน (แฮม) ในระหว่างกระบวนการเตรียมการหรือในระยะเริ่มแรกของการสับเนื้อไม่ติดมัน
(6) ค่า pH: ค่า pH ของเนื้อสัตว์ ณ เวลาที่ฆ่าคือประมาณ 7.2 และลดลงต่ำกว่า 5.8 ภายในไม่กี่ชั่วโมง ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสามารถในการกักเก็บน้ำของ actomyosin เมื่อค่า pH ลดลง โครงสร้างโปรตีนก็จะมีคุณสมบัติไม่ซับน้ำมากขึ้น ความสามารถในการกักเก็บน้ำของเนื้อสัตว์มีค่าต่ำสุดที่ pH 5.0-5.2 (จุดไอโซอิเล็กทริกของแอคโตมิโอซิน) ในทางเทคนิคแล้ว ควรใช้เนื้อสัตว์ที่มีค่า pH สูงกว่า 5.7 เพื่อทำไส้กรอกอิมัลชัน (แฮม) การเติมเกลือแกงและฟอสเฟตหรือสารบ่มที่มีฟอสเฟตสามารถเพิ่มค่า pH ได้เล็กน้อย ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความสามารถในการกักเก็บน้ำ
(7) การสับเนื้อดิบ: Actomyosin และ myosin เป็นโครงสร้างเส้นใยที่อยู่ภายในเซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์กล้ามเนื้อถูกห่อหุ้มด้วยชั้นของเยื่อหุ้มเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน ตราบใดที่เมมเบรนนี้ยังคงสภาพเดิม แอคโตโยซินและไมโอซินสามารถจับกับน้ำภายในเซลล์ได้เท่านั้น และไม่สามารถจับกับน้ำที่เติมเข้าไปได้ ดังนั้นในระหว่างกระบวนการสับ เยื่อหุ้มเซลล์จะต้องถูกแยกออกเพื่อให้ชิ้นส่วนของโปรตีนที่มีโครงสร้างถูกปล่อยออกมาและดูดซับน้ำที่เพิ่มเข้ามา และผ่านการดูดซึมน้ำและการบวมตัว ทำให้เกิดเป็นเมมเบรนเจลโปรตีน ดังนั้นจึงดูดซับและห่อหุ้มไขมัน และป้องกันไม่ให้อนุภาคไขมันรวมตัวกันและละลายออกในระหว่างการทำความร้อน ภายใต้ความเข้มข้นที่เหมาะสมของเกลือและฟอสเฟต ยิ่งเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์กล้ามเนื้อเปิดมากขึ้น โปรตีนที่ละลายในเกลือจะถูกปล่อยออกมาจากแอคโตมิโอซินมากขึ้น มีดคมและ "การสับแบบแห้ง" ของเนื้อไม่ติดมันมีประสิทธิภาพมาก "การสับแบบแห้ง" หมายความว่าในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการสับ เนื้อไม่ติดมันจะถูกสับอย่างแรงพร้อมกับเกลือ ฟอสเฟต และสารบ่มอื่นๆ เซลล์กล้ามเนื้อทั้งหมดถูกสับเปิดออก และโปรตีนโครงสร้างที่ปล่อยออกมาจะถูกสับเพิ่มเติม ภายใต้ความเข้มข้นของเกลือที่สูง โปรตีนที่ละลายได้ในเกลือจะถูกปล่อยออกมาในระดับสูงสุด เซลล์ไขมันประกอบด้วยไขมันที่ห่อหุ้มด้วยเนื้อเยื่อเกี่ยวพันซึ่งก็คือเยื่อหุ้มเซลล์ เซลล์ไขมันที่สมบูรณ์มีความเสถียรต่อความร้อน ในระหว่างกระบวนการสับ เยื่อหุ้มเซลล์จะแตก และไขมันจะถูกปล่อยออกมา ทำให้เกิดเป็นอนุภาคไขมันหรือทรงกลมที่มีขนาดเล็กมาก ยิ่งสับเนื้อเยื่อไขมันละเอียด ไขมันก็จะยิ่งถูกปล่อยออกมามากขึ้น และง่ายต่อการจับตัวเป็นก้อนในระหว่างการทำความร้อน ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีความมัน เพื่อป้องกันการรวมตัวของไขมัน จึงจำเป็นต้องมีโปรตีนเพิ่มมากขึ้น เมื่อมีเนื้อไม่ติดมันน้อยลงและมีไขมันมากขึ้นในสูตรไส้กรอก เครือข่ายโปรตีนจะไม่สามารถดูดซับไขมันอิสระทั้งหมดได้ ดังนั้นควรสับเนื้อเยื่อไขมันจนเข้ากันกับเนื้อบดและไม่ควรสับมากเกินไป
3. ปัญหาและแนวทางแก้ไขทั่วไป
(1) อุณหภูมิที่มากเกินไปในระหว่างการสับ เพื่อป้องกันการสูญเสียโปรตีนเนื่องจากอุณหภูมิที่มากเกินไประหว่างการอิมัลชัน ความร้อนที่เกิดขึ้นจะต้องถูกดูดซับ
วิธีหนึ่งคือการเติมน้ำแข็งระหว่างการสับ ผลของการเพิ่มน้ำแข็งนั้นดีกว่าการเติมน้ำแข็งมาก เนื่องจากน้ำแข็งจะดูดซับความร้อนจำนวนมากเมื่อละลายเป็นน้ำแข็ง นอกเหนือจากการดูดซับความร้อนแล้ว การเติมน้ำแข็งยังช่วยเพิ่มความลื่นไหลของอิมัลชัน ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการเติมในภายหลัง อีกวิธีหนึ่งในการลดอุณหภูมิคือการเติมคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็ง (น้ำแข็งแห้ง) ระหว่างการสับเนื้อดิบ หรือเติมเนื้อแช่แข็งในระหว่างการสับ โดยสรุป จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของเนื้อบดไม่เกิน 12°C เมื่อสิ้นสุดการสับ
(2) การสับมากเกินไป การล่มสลายของโครงสร้างอิมัลซิฟิเคชันส่วนใหญ่เกิดจากการรวมตัวกันใหม่ของอนุภาคไขมันที่กระจายตัวเป็นทรงกลมไขมันขนาดใหญ่ หากทรงกลมไขมันทั้งหมดถูกห่อหุ้มด้วยโปรตีนที่ละลายเกลือได้อย่างสมบูรณ์ ปรากฏการณ์การรวมตัวก็จะเกิดขึ้นได้ยาก อย่างไรก็ตาม เมื่อสับมากเกินไป โปรตีนที่ปล่อยออกมาจะไม่สามารถห่อหุ้มไขมันทั้งหมดได้อย่างสมบูรณ์ ก้อนไขมันที่ไม่ได้ห่อหรือห่อไม่ดีเหล่านี้จะละลายระหว่างการให้ความร้อน และไขมันที่ละลายมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกันมากขึ้น ส่งผลให้ไส้กรอกมีความมันและแม้แต่ชั้นไขมันที่ด้านบนของไส้กรอก หากเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ จำเป็นต้องปรับกระบวนการสับและพารามิเตอร์
(3) การสกัดโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือไม่เพียงพอเนื่องจากมีปริมาณเนื้อไม่ติดมันต่ำ ปริมาณเนื้อไม่ติดมันส่วนใหญ่หมายถึงความไม่สมดุลในองค์ประกอบของไมโอซินและคอลลาเจนในเนื้อดิบหรือปริมาณเนื้อไม่ติดมันในวัตถุดิบต่ำเกินไป ทรงกลมไขมันที่ห่อหุ้มด้วยไมโอซินและคอลลาเจนมีขนาดเท่ากัน อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการให้ความร้อน คอลลาเจนจะหดตัวและความร้อนมากขึ้นจะสร้างหยดเจลาตินที่ไหลออกจากพื้นผิวของทรงกลมไขมันและเผยให้เห็นพวกมัน เป็นผลให้ชั้นไขมันก่อตัวที่ด้านบนของไส้กรอกขั้นสุดท้าย ในขณะที่บล็อกเจลาตินก่อตัวที่ด้านล่าง หากสิ่งนี้เกิดขึ้นระหว่างการผลิต จำเป็นต้องปรับองค์ประกอบของเนื้อดิบ เพิ่มปริมาณเนื้อไม่ติดมัน และเติมฟอสเฟตเชิงซ้อนในระหว่างการสับเพื่อเพิ่ม pH ของเนื้อสัตว์ และช่วยสกัดโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือ นอกจากนี้ ยังสามารถเติมโปรตีนที่ไม่ใช่เนื้อสัตว์เกรดอาหารบางชนิดได้ เช่น โปรตีนเนื้อเยื่อ โปรตีนในซีรั่ม และโปรตีนถั่วเหลืองไอโซเลท เพื่อปรับปรุงผลอิมัลชันของเนื้อสัตว์
(4) การให้ความร้อนอย่างรวดเร็วหรืออุณหภูมิในการปรุงอาหารมากเกินไป แม้ว่าองค์ประกอบของเนื้อดิบจะสมเหตุสมผลและการแปรรูปก่อนหน้านี้มีความเหมาะสม แต่หากการให้ความร้อนเร็วเกินไปหรืออุณหภูมิสูงเกินไป การแยกไขมันก็ยังสามารถเกิดขึ้นได้ ในระหว่างการให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว โปรตีนบนพื้นผิวของทรงกลมไขมันจะจับตัวเป็นก้อนและห่อหุ้มทรงกลมไขมัน การให้ความร้อนอย่างต่อเนื่องจะทำให้ทรงกลมไขมันขยายตัว ในขณะที่ฟิล์มโปรตีนบนพื้นผิวมีแนวโน้มที่จะหดตัว หากกระบวนการนี้ดำเนินต่อไป ฟิล์มโปรตีนที่จับตัวเป็นก้อนจะแตก และไขมันภายในจะไหลออกมา เมื่อสถานการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นในการผลิตไส้กรอกแฟรงก์เฟิร์ต จะทำให้พื้นผิวของไส้กรอกมันเยิ้มเล็กน้อยและทำให้เกิดคราบน้ำมันบนแท่งรมควัน แม้ว่าปัญหานี้จะไม่ร้ายแรงเท่ากับการผสมมากเกินไปหรือเนื้อไม่ติดมันไม่เพียงพอ แต่ค่าพารามิเตอร์ของการรมควันและการปรุงอาหารก็ควรปรับให้เหมาะสมด้วย
(5) อิมัลชันถูกทิ้งไว้นานเกินไป ควรเติมเนื้อบดอิมัลชันโดยเร็วที่สุดเนื่องจากเวลาความเสถียรของอิมัลชันคือเพียงไม่กี่ชั่วโมง หากปล่อยทิ้งไว้นานเกินไป โครงสร้างของเนื้อบดอิมัลชันจะพังทลายลง และน้ำมันจะออกมาในระหว่างกระบวนการให้ความร้อนในภายหลัง
1. หลักการพื้นฐาน
เนื้อบดอิมัลชันประกอบด้วยเมทริกซ์ของกล้ามเนื้อและเส้นใยเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (หรือชิ้นส่วนของเส้นใย) ที่แขวนลอยอยู่ในตัวกลางที่เป็นน้ำซึ่งมีโปรตีนที่ละลายน้ำได้และส่วนประกอบของกล้ามเนื้อที่ละลายน้ำได้อื่นๆ ระยะการกระจายตัวคือก้อนไขมันที่เป็นของแข็งหรือของเหลว และระยะต่อเนื่องคือสารละลายน้ำที่มีเกลือและโปรตีนที่ละลาย (หรือแขวนลอย)
ในระบบนี้อิมัลซิไฟเออร์คือโปรตีนที่ละลายเกลือได้ในระยะต่อเนื่อง อิมัลชันทั้งหมดเป็นแบบน้ำในน้ำมัน เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของก้อนไขมันที่กระจายโดยทั่วไปจะมากกว่า 50 μm เนื้อบดแบบอิมัลชันจึงไม่ใช่อิมัลชันที่แท้จริง ไมโอไฟบริลที่มีไมโอซินมากกว่า ไมโอซินจะจับตัวเป็นก้อนเมื่อถูกความร้อนถึง 58-68°C เนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่อุดมไปด้วยคอลลาเจนจะหดตัวเหลือหนึ่งในสามของขนาดดั้งเดิมเมื่อถูกความร้อนถึง 68°C ถ้าให้ความร้อนต่อไปจะเกิดเป็นเจลาติน ในระหว่างการสับ คอลลาเจนจะดูดซับน้ำปริมาณมาก แต่ในระหว่างการให้ความร้อนตามมา คอลลาเจนจะหดตัวและขับน้ำออกไป
โปรตีนไมโอไฟบริลลาร์มีคุณสมบัติในการเป็นอิมัลชันได้ดีกว่า และไม่ละลายในน้ำและสารละลายเกลือเจือจาง แต่ละลายได้ในสารละลายเกลือเข้มข้น ดังนั้นในการแปรรูปไส้กรอกอิมัลซิฟายด์ จะต้องเติมเกลือในระหว่างการสับเพื่อช่วยให้โปรตีนเหล่านี้ละลายและทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์เพื่อห่ออนุภาคไขมันที่กระจายตัวอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงรักษาความเสถียรของเนื้ออิมัลชันที่คงตัวไว้
2. ปัจจัยที่มีอิทธิพล
มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการก่อตัวและความคงตัวของเนื้อบดที่ละลายน้ำได้ รวมถึงอุณหภูมิในระหว่างการทำให้เป็นอิมัลชัน ขนาดของอนุภาคไขมัน ค่า pH ปริมาณและชนิดของโปรตีนที่ละลายน้ำได้ และความหนืดของอิมัลชัน
(1) อุณหภูมิระหว่างการอิมัลซิไฟเออร์ ในระหว่างการสับหรืออิมัลซิไฟเออร์ของเนื้อดิบ ความร้อนจำนวนมากจะเกิดขึ้นเนื่องจากการเสียดสีในเครื่องบดสับและอิมัลซิไฟเออร์ การเพิ่มอุณหภูมิที่เหมาะสมสามารถช่วยการละลายของโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือ เร่งการก่อตัวของสีที่แห้งตัว และเพิ่มความลื่นไหลของเนื้อเพสต์ อย่างไรก็ตาม หากอุณหภูมิในระหว่างการอิมัลซิไฟเออร์สูงเกินไป จะทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือ และการสูญเสียการทำงานของอิมัลชัน นอกจากนี้ยังจะลดความหนืดของอิมัลชัน ทำให้อนุภาคไขมันที่มีขนาดเล็กกว่าในระยะกระจายตัวเคลื่อนไปยังพื้นผิวของเนื้อเนื้ออิมัลชัน ส่งผลให้ความคงตัวของอิมัลชันลดลง และจะทำให้อนุภาคไขมันละลายและกลายเป็นอนุภาคขนาดเล็กลงในระหว่างการสับและอิมัลชัน โดยมีพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่โปรตีนที่ละลายน้ำจะห่อหุ้มไว้ได้หมด กล่าวคือ ไขมันไม่สามารถอิมัลชันได้อย่างสมบูรณ์ เป็นผลให้โครงสร้างอิมัลชันพังทลายลงในระหว่างกระบวนการใช้ความร้อนตามมา ทำให้เกิดน้ำมันรั่วในไส้กรอก
การปล่อยโปรตีนที่ละลายเกลือได้ดีที่สุดจากเนื้อไม่ติดมันจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ ในขณะที่การจับกับไขมันได้ดีที่สุดจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่าเล็กน้อย จากประสบการณ์จริง วิธีแก้ปัญหาคือรักษาอุณหภูมิสุดท้ายของการสับให้อยู่ระหว่าง 12-15°C แป้งจะเร่งอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของเนื้อบดในเครื่องบดสับ ดังนั้นในกรณีส่วนใหญ่ จะต้องเติมแป้งเป็นส่วนผสมสุดท้ายเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เกินอุณหภูมิสุดท้ายที่เหมาะสม
สิ่งสำคัญเท่าเทียมกันคือส่วนผสมทั้งหมดต้องผ่านการสับในระดับหนึ่ง หากกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อไขมันถูกสับละเอียดเกินไป ส่งผลให้โปรตีนที่มีโครงสร้างน้อยเกินไป เรียกว่า "การสับมากเกินไป" หากระยะเวลาการสับเนื้อไม่ติดมันครั้งแรกหรือเวลาการสับทั้งหมดสั้นเกินไป มีการปล่อยโปรตีนที่ละลายเกลือได้ออกจากเซลล์กล้ามเนื้อน้อยเกินไป หรือไขมันไม่กระจายอย่างสม่ำเสมอ จะทำให้เกิดปรากฏการณ์ "การสับน้อยเกินไป"
(2) น้ำและไขมัน วัสดุฐานสำหรับการบวมและการละลายของโปรตีนในเนื้อไส้กรอกอิมัลชัน (แฮม) คือน้ำ การผลิตไส้กรอกเนื้อบดได้สำเร็จจะต้องมีน้ำเพียงพอ ควรเติมน้ำเป็นชุดเนื่องจากกระบวนการจับโปรตีนโมเลกุลของน้ำ (การบวม) นั้นเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไปและต่อเนื่อง โดยปกติจะแนะนำให้เพิ่มเป็นสามชุด ควรเพิ่ม 40% ในระหว่างกระบวนการสับเมื่อเนื้อผสมกับเกลือ ฟอสเฟต และสารบ่มอื่น ๆ ควรเพิ่ม 30% ระหว่างการสับไขมัน ควรเติมส่วนที่เหลืออีก 30% ในตอนท้ายพร้อมกับแป้งและส่วนผสมอื่นๆ
ไขมันซึ่งคิดเป็นประมาณ 30% ของส่วนผสมเนื้อสัตว์ มีบทบาทสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของระบบส่วนผสมเนื้อสัตว์ ไขมันมีการกระจายภายในโครงข่ายโปรตีน ซึ่งสามารถบรรเทาการหดตัวของโครงสร้างโปรตีนที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของความร้อน เนื่องจากมีการกระจายไขมันไปพร้อมกับโปรตีนในโครงสร้างผลิตภัณฑ์ จึงสามารถป้องกันการเสื่อมสภาพของผลิตภัณฑ์และปรับปรุงความอ่อนโยนและความเสถียรทางความร้อนของผลิตภัณฑ์ได้
อย่างไรก็ตาม เมื่อมีปริมาณไขมันสูงเกินไป เครือข่ายโปรตีนที่ต้องการก็จะแข็งแกร่งขึ้น ซึ่งมักจะทำได้ยาก ดังนั้นสัดส่วนของไขมันในส่วนผสมเนื้อสัตว์จึงควรได้รับการกำหนดค่าทางวิทยาศาสตร์ ในระหว่างกระบวนการอิมัลชัน เพื่อให้ได้เนื้อเนื้ออิมัลชันที่ดี ไขมันในเนื้อดิบจะต้องสับเป็นอนุภาคขนาดเหมาะสม เมื่อปริมาตรของอนุภาคไขมันลดลง พื้นที่ผิวของพวกมันจะเพิ่มขึ้น และจำเป็นต้องมีโปรตีนที่ละลายเกลือได้มากขึ้นสำหรับการทำอิมัลชัน
(3) ปริมาณและประเภทของโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือ: เมื่อทำเนื้อบดแบบอิมัลชัน เนื่องจากเกลือสามารถช่วยสกัดโปรตีนที่ละลายได้เกลือจากเนื้อสัตว์ไม่ติดมัน จึงควรสับเนื้อไม่ติดมันก่อนภายใต้สภาวะที่เป็นเกลือ จากนั้นจึงควรเติมเนื้อดิบที่มีปริมาณไขมันสูงสำหรับการสับ ยิ่งสกัดโปรตีนที่ละลายเกลือได้มากเท่าใด ความคงตัวของเนื้อบดก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งมีไมโอซินมากเท่าใด ความสามารถในการทำให้เป็นอิมัลซิไฟเออร์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ปริมาณโปรตีนที่สกัดได้จะเกี่ยวข้องโดยตรงกับค่า pH ของเนื้อดิบ เมื่อค่า pH สูง โปรตีนจะถูกสกัดออกมามากขึ้น และความคงตัวของอิมัลชันก็จะดีขึ้น
(4) สถานะของเนื้อดิบ: ปริมาณของโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือ (ส่วนใหญ่เป็นโปรตีนไมโอไฟบริลลาร์) ที่สามารถสกัดได้จากเนื้อสดก่อนการตายของอย่างเข้มงวดจะมากกว่าปริมาณของเนื้อสัตว์หลังจากการตายอย่างเข้มงวดถึง 50% ผลของอิมัลซิฟิเคชั่นของโปรตีนไมโอไฟบริลลาร์ที่ละลายได้ในเกลือนั้นดีกว่าผลของโปรตีนซาร์โคพลาสซึมมาก ภายใต้น้ำหนักเนื้อดิบที่เท่ากัน เนื้อสดสามารถผสมไขมันได้มากขึ้น อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากสำหรับโรงงานที่จะใช้เนื้อสัตว์สดเพื่อการผลิตอย่างสมบูรณ์ หากโรงงานสามารถใช้เนื้อสัตว์หลังจากการตายของเนื้ออย่างเข้มงวดเท่านั้น ควรสับเนื้อดิบด้วยน้ำแข็ง เกลือ และสารบ่มก่อนที่จะทำให้เป็นอิมัลชัน จากนั้นนำไปวางไว้ที่อุณหภูมิ 0-4°C เป็นเวลา 12 ชั่วโมง ซึ่งสามารถดึงโปรตีนออกมาได้มากขึ้น
(5) ความเข้มข้นของเกลือ: ความเข้มข้นรวมของเกลือ (เกลือแกง ไนไตรท์ และฟอสเฟตในสารบ่ม) ในส่วนผสมเนื้อสัตว์มีความสำคัญมากสำหรับการบวมและการละลายของแอคโตมิโอซินและไมโอซิน Actomyosin ไม่ละลายในน้ำแต่ละลายได้ในสารละลายเกลือ และความสามารถในการละลายของมันจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของเกลือที่เพิ่มขึ้น โดยจะถึงระดับสูงสุดเมื่อความเข้มข้นของเกลืออยู่ที่ 5% ถึง 6% (ขึ้นอยู่กับน้ำหนักของเนื้อสัตว์ไม่ติดมัน) ดังนั้นจากมุมมองของกระบวนการ ควรเติมเกลือในไส้กรอกอิมัลชัน (แฮม) ในระหว่างกระบวนการเตรียมการหรือในระยะเริ่มแรกของการสับเนื้อไม่ติดมัน
(6) ค่า pH: ค่า pH ของเนื้อสัตว์ ณ เวลาที่ฆ่าคือประมาณ 7.2 และลดลงต่ำกว่า 5.8 ภายในไม่กี่ชั่วโมง ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสามารถในการกักเก็บน้ำของ actomyosin เมื่อค่า pH ลดลง โครงสร้างโปรตีนก็จะมีคุณสมบัติไม่ซับน้ำมากขึ้น ความสามารถในการกักเก็บน้ำของเนื้อสัตว์มีค่าต่ำสุดที่ pH 5.0-5.2 (จุดไอโซอิเล็กทริกของแอคโตมิโอซิน) ในทางเทคนิคแล้ว ควรใช้เนื้อสัตว์ที่มีค่า pH สูงกว่า 5.7 เพื่อทำไส้กรอกอิมัลชัน (แฮม) การเติมเกลือแกงและฟอสเฟตหรือสารบ่มที่มีฟอสเฟตสามารถเพิ่มค่า pH ได้เล็กน้อย ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความสามารถในการกักเก็บน้ำ
(7) การสับเนื้อดิบ: Actomyosin และ myosin เป็นโครงสร้างเส้นใยที่อยู่ภายในเซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์กล้ามเนื้อถูกห่อหุ้มด้วยชั้นของเยื่อหุ้มเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน ตราบใดที่เมมเบรนนี้ยังคงสภาพเดิม แอคโตโยซินและไมโอซินสามารถจับกับน้ำภายในเซลล์ได้เท่านั้น และไม่สามารถจับกับน้ำที่เติมเข้าไปได้ ดังนั้นในระหว่างกระบวนการสับ เยื่อหุ้มเซลล์จะต้องถูกแยกออกเพื่อให้ชิ้นส่วนของโปรตีนที่มีโครงสร้างถูกปล่อยออกมาและดูดซับน้ำที่เพิ่มเข้ามา และผ่านการดูดซึมน้ำและการบวมตัว ทำให้เกิดเป็นเมมเบรนเจลโปรตีน ดังนั้นจึงดูดซับและห่อหุ้มไขมัน และป้องกันไม่ให้อนุภาคไขมันรวมตัวกันและละลายออกในระหว่างการทำความร้อน ภายใต้ความเข้มข้นที่เหมาะสมของเกลือและฟอสเฟต ยิ่งเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์กล้ามเนื้อเปิดมากขึ้น โปรตีนที่ละลายในเกลือจะถูกปล่อยออกมาจากแอคโตมิโอซินมากขึ้น มีดคมและ "การสับแบบแห้ง" ของเนื้อไม่ติดมันมีประสิทธิภาพมาก "การสับแบบแห้ง" หมายความว่าในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการสับ เนื้อไม่ติดมันจะถูกสับอย่างแรงพร้อมกับเกลือ ฟอสเฟต และสารบ่มอื่นๆ เซลล์กล้ามเนื้อทั้งหมดถูกสับเปิดออก และโปรตีนโครงสร้างที่ปล่อยออกมาจะถูกสับเพิ่มเติม ภายใต้ความเข้มข้นของเกลือที่สูง โปรตีนที่ละลายได้ในเกลือจะถูกปล่อยออกมาในระดับสูงสุด เซลล์ไขมันประกอบด้วยไขมันที่ห่อหุ้มด้วยเนื้อเยื่อเกี่ยวพันซึ่งก็คือเยื่อหุ้มเซลล์ เซลล์ไขมันที่สมบูรณ์มีความเสถียรต่อความร้อน ในระหว่างกระบวนการสับ เยื่อหุ้มเซลล์จะแตก และไขมันจะถูกปล่อยออกมา ทำให้เกิดเป็นอนุภาคไขมันหรือทรงกลมที่มีขนาดเล็กมาก ยิ่งสับเนื้อเยื่อไขมันละเอียด ไขมันก็จะยิ่งถูกปล่อยออกมามากขึ้น และง่ายต่อการจับตัวเป็นก้อนในระหว่างการทำความร้อน ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีความมัน เพื่อป้องกันการรวมตัวของไขมัน จึงจำเป็นต้องมีโปรตีนเพิ่มมากขึ้น เมื่อมีเนื้อไม่ติดมันน้อยลงและมีไขมันมากขึ้นในสูตรไส้กรอก เครือข่ายโปรตีนจะไม่สามารถดูดซับไขมันอิสระทั้งหมดได้ ดังนั้นควรสับเนื้อเยื่อไขมันจนเข้ากันกับเนื้อบดและไม่ควรสับมากเกินไป
3. ปัญหาและแนวทางแก้ไขทั่วไป
(1) อุณหภูมิที่มากเกินไปในระหว่างการสับ เพื่อป้องกันการสูญเสียโปรตีนเนื่องจากอุณหภูมิที่มากเกินไประหว่างการอิมัลชัน ความร้อนที่เกิดขึ้นจะต้องถูกดูดซับ
วิธีหนึ่งคือการเติมน้ำแข็งระหว่างการสับ ผลของการเพิ่มน้ำแข็งนั้นดีกว่าการเติมน้ำแข็งมาก เนื่องจากน้ำแข็งจะดูดซับความร้อนจำนวนมากเมื่อละลายเป็นน้ำแข็ง นอกเหนือจากการดูดซับความร้อนแล้ว การเติมน้ำแข็งยังช่วยเพิ่มความลื่นไหลของอิมัลชัน ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการเติมในภายหลัง อีกวิธีหนึ่งในการลดอุณหภูมิคือการเติมคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็ง (น้ำแข็งแห้ง) ระหว่างการสับเนื้อดิบ หรือเติมเนื้อแช่แข็งในระหว่างการสับ โดยสรุป จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของเนื้อบดไม่เกิน 12°C เมื่อสิ้นสุดการสับ
(2) การสับมากเกินไป การล่มสลายของโครงสร้างอิมัลซิฟิเคชันส่วนใหญ่เกิดจากการรวมตัวกันใหม่ของอนุภาคไขมันที่กระจายตัวเป็นทรงกลมไขมันขนาดใหญ่ หากทรงกลมไขมันทั้งหมดถูกห่อหุ้มด้วยโปรตีนที่ละลายเกลือได้อย่างสมบูรณ์ ปรากฏการณ์การรวมตัวก็จะเกิดขึ้นได้ยาก อย่างไรก็ตาม เมื่อสับมากเกินไป โปรตีนที่ปล่อยออกมาจะไม่สามารถห่อหุ้มไขมันทั้งหมดได้อย่างสมบูรณ์ ก้อนไขมันที่ไม่ได้ห่อหรือห่อไม่ดีเหล่านี้จะละลายระหว่างการให้ความร้อน และไขมันที่ละลายมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกันมากขึ้น ส่งผลให้ไส้กรอกมีความมันและแม้แต่ชั้นไขมันที่ด้านบนของไส้กรอก หากเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ จำเป็นต้องปรับกระบวนการสับและพารามิเตอร์
(3) การสกัดโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือไม่เพียงพอเนื่องจากมีปริมาณเนื้อไม่ติดมันต่ำ ปริมาณเนื้อไม่ติดมันส่วนใหญ่หมายถึงความไม่สมดุลในองค์ประกอบของไมโอซินและคอลลาเจนในเนื้อดิบหรือปริมาณเนื้อไม่ติดมันในวัตถุดิบต่ำเกินไป ทรงกลมไขมันที่ห่อหุ้มด้วยไมโอซินและคอลลาเจนมีขนาดเท่ากัน อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการให้ความร้อน คอลลาเจนจะหดตัวและความร้อนมากขึ้นจะสร้างหยดเจลาตินที่ไหลออกจากพื้นผิวของทรงกลมไขมันและเผยให้เห็นพวกมัน เป็นผลให้ชั้นไขมันก่อตัวที่ด้านบนของไส้กรอกขั้นสุดท้าย ในขณะที่บล็อกเจลาตินก่อตัวที่ด้านล่าง หากสิ่งนี้เกิดขึ้นระหว่างการผลิต จำเป็นต้องปรับองค์ประกอบของเนื้อดิบ เพิ่มปริมาณเนื้อไม่ติดมัน และเติมฟอสเฟตเชิงซ้อนในระหว่างการสับเพื่อเพิ่ม pH ของเนื้อสัตว์ และช่วยสกัดโปรตีนที่ละลายได้ในเกลือ นอกจากนี้ ยังสามารถเติมโปรตีนที่ไม่ใช่เนื้อสัตว์เกรดอาหารบางชนิดได้ เช่น โปรตีนเนื้อเยื่อ โปรตีนในซีรั่ม และโปรตีนถั่วเหลืองไอโซเลท เพื่อปรับปรุงผลอิมัลชันของเนื้อสัตว์
(4) การให้ความร้อนอย่างรวดเร็วหรืออุณหภูมิในการปรุงอาหารมากเกินไป แม้ว่าองค์ประกอบของเนื้อดิบจะสมเหตุสมผลและการแปรรูปก่อนหน้านี้มีความเหมาะสม แต่หากการให้ความร้อนเร็วเกินไปหรืออุณหภูมิสูงเกินไป การแยกไขมันก็ยังสามารถเกิดขึ้นได้ ในระหว่างการให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว โปรตีนบนพื้นผิวของทรงกลมไขมันจะจับตัวเป็นก้อนและห่อหุ้มทรงกลมไขมัน การให้ความร้อนอย่างต่อเนื่องจะทำให้ทรงกลมไขมันขยายตัว ในขณะที่ฟิล์มโปรตีนบนพื้นผิวมีแนวโน้มที่จะหดตัว หากกระบวนการนี้ดำเนินต่อไป ฟิล์มโปรตีนที่จับตัวเป็นก้อนจะแตก และไขมันภายในจะไหลออกมา เมื่อสถานการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นในการผลิตไส้กรอกแฟรงก์เฟิร์ต จะทำให้พื้นผิวของไส้กรอกมันเยิ้มเล็กน้อยและทำให้เกิดคราบน้ำมันบนแท่งรมควัน แม้ว่าปัญหานี้จะไม่ร้ายแรงเท่ากับการผสมมากเกินไปหรือเนื้อไม่ติดมันไม่เพียงพอ แต่ค่าพารามิเตอร์ของการรมควันและการปรุงอาหารก็ควรปรับให้เหมาะสมด้วย
(5) อิมัลชันถูกทิ้งไว้นานเกินไป ควรเติมเนื้อบดอิมัลชันโดยเร็วที่สุดเนื่องจากเวลาความเสถียรของอิมัลชันคือเพียงไม่กี่ชั่วโมง หากปล่อยทิ้งไว้นานเกินไป โครงสร้างของเนื้อบดอิมัลชันจะพังทลายลง และน้ำมันจะออกมาในระหว่างกระบวนการให้ความร้อนในภายหลัง
