RU2812451C2

RU2812451C2 - Composition for production of natural edible food casings for sausages and frankfurters using extrusion or coextrusion technologies, method of producing meat product

Info

Publication number: RU2812451C2
Application number: RU2022109438A
Authority: RU
Inventors: Оксана Александровна Гончарова; Микаэль Сергеевич Алиев
Filing date: 2022-04-08
Publication date: 2024-01-30

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: composition for production of food casings for sausages and frankfurters includes the following components (wt.%): 6–15 of glycerin, 4–6 of collagen hydrolyzate, 1–5 of microcrystalline cellulose, 1.5–3 of sodium alginate, 0.2–0.5 of carboxymethylcellulose, 0.2–2.0 of guar gum, 0.1–2.0 of citric acid and water up to 100. A method of producing a meat product enclosed in an edible food casing involves mixing collagen hydrolysate, microcrystalline cellulose, sodium alginate, carboxymethylcellulose, guar gum and citric acid with water and glycerine. The resulting composition is co-extruded with the meat contents, after which the coated product is introduced into a curing solution containing from 5 to 20 wt.% calcium chloride.

EFFECT: ensuring the prevention of loss of strength of the casing of sausages and frankfurters during long-term storage and temperature changes.

5 cl

Description

Группа изобретений относится к пищевой промышленности и может быть использована для получения гидратированных композиций (гелей) или сухих премиксов, предназначенных для производства натуральных съедобных пищевых оболочек для колбас и сосисок по технологиям экструзии и соэкструзии.The group of inventions relates to the food industry and can be used to obtain hydrated compositions (gels) or dry premixes intended for the production of natural edible food casings for sausages using extrusion and coextrusion technologies.

В пищевой промышленности для получения натуральных оболочек для колбас и сосисок используют составы, которые можно наносить в жидкой форме непосредственно на пищевые продукты, в частности, посредством совместного экструдирования (способ раскрыт в описании патента Нидерландов NL 6909339), погружения пищевого продукта в покрывающий состав или напыления такого состава. Также оболочки могут быть предварительно изготовлены, например, путем экструзии рабочего состава через кольцевое сопло в коагулирующий раствор, и затем заполнены мясным фаршем или эмульсией, например, в соответствии с GB 711437.In the food industry, to obtain natural casings for sausages and frankfurters, compositions are used that can be applied in liquid form directly to food products, in particular by co-extrusion (the method is disclosed in the description of the Dutch patent NL 6909339), dipping the food product in a coating composition or spraying such a composition. Also, the casings can be pre-fabricated, for example by extruding the working composition through an annular nozzle into a coagulating solution, and then filled with minced meat or emulsion, for example in accordance with GB 711437.

Из существующего уровня техники хорошо известны способы изготовления съедобных пищевых оболочек на основе коллагена, например, из патентов США 3535125, 3620775 или 3505084.Methods for making edible food casings based on collagen are well known in the prior art, for example, from US patents 3535125, 3620775 or 3505084.

В патенте RU 2181246 С2 описан способ получения окрашенной белковой оболочки на основе разволокненного коллагена с использованием дубителя, а также глицерина в качестве пластификатора. В состав суспензии для приготовления оболочки вводят смесь коллагенового гидролизата и красителей. При этом гидролизат играет вспомогательную роль, отвечая за взаимодействие пигментов с коллагеновой основой, и обеспечивая равномерность окрашивания оболочки.Patent RU 2181246 C2 describes a method for producing a colored protein shell based on defibrated collagen using a tanning agent, as well as glycerin as a plasticizer. A mixture of collagen hydrolyzate and dyes is added to the suspension to prepare the shell. In this case, the hydrolyzate plays an auxiliary role, being responsible for the interaction of pigments with the collagen base and ensuring uniform coloring of the shell.

При этом следует учитывать, что оболочки на основе преимущественно коллагена достаточно дороги. Использование коллагена является технологически сложным, поскольку требует предварительного разволокнения и солюбилизации фибриллярного белка, а также применения достаточно сложных техник отверждения получаемых оболочек с использованием дегидратирующих растворов или фиксирующих (сшивающих) агентов, таких как аммиак, сульфат аммония, альдегиды, коптильные жидкости, использование которых, как правило, негативно сказывающихся на органолептических характеристиках получаемых оболочек.It should be borne in mind that casings based primarily on collagen are quite expensive. The use of collagen is technologically complex, since it requires preliminary defiberation and solubilization of fibrillar protein, as well as the use of rather complex techniques for hardening the resulting shells using dehydrating solutions or fixing (cross-linking) agents, such as ammonia, ammonium sulfate, aldehydes, smoking liquids, the use of which, as a rule, negatively affecting the organoleptic characteristics of the resulting shells.

Составы на основе коллагенового белка сохраняют свои рабочие свойства в ограниченном диапазоне рН.Collagen protein-based formulations retain their performance properties over a limited pH range.

Кроме того, использование коллагена недопустимо в покрытиях для, например, вегетарианских продуктов, имеет ограничения для использования в кошерных и халяльных продуктах, связано с определенными рисками из-за возможности переноса некоторых заболеваний.In addition, the use of collagen is unacceptable in coatings for, for example, vegetarian products, has restrictions for use in kosher and halal products, and is associated with certain risks due to the possibility of transmitting certain diseases.

Также широко известны способы получения композиций для производства съедобных натуральных экструдированных оболочек на основе отрицательно заряженных полисахаридов, превращающихся в гель под действием катионов. Например, композиция для покрытия пищевых продуктов методом соэкструзии из патентного документа NL 102930 С в основном содержит воду и анионный полисахарид альгинат.Methods for obtaining compositions for the production of edible natural extruded shells based on negatively charged polysaccharides, which turn into a gel under the action of cations, are also widely known. For example, the composition for coating food products by coextrusion from patent document NL 102930 C mainly contains water and the anionic polysaccharide alginate.

Однако, в качестве составов для покрытий такие альгинатные композиции неудовлетворительны, поскольку они не обеспечивают реологических свойств, необходимых для экструзии или совместной экструзии. Например, вязкость композиции, содержащей 4% альгината в соответствии с NL 102930 C, слишком мала (30 Па*с) для нанесения путем соэкструзии. Необходимый уровень вязкости 75-100 Па*с может быть достигнут только при содержании альгината более 8%, что приводит к слишком сильному сокращению молекулярной сетки при гелеобразовании, и, в результате, к деформированию оболочки и образованию трещин. Также было обнаружено, что такая оболочка проявляет неудовлетворительные адгезионные свойства и не покрывает плотно пищевой продукт.However, such alginate compositions are unsatisfactory as coating compositions because they do not provide the rheological properties required for extrusion or co-extrusion. For example, the viscosity of a composition containing 4% alginate according to NL 102930 C is too low (30 Pa*s) for application by coextrusion. The required viscosity level of 75-100 Pa*s can only be achieved with an alginate content of more than 8%, which leads to too much contraction of the molecular network during gelation, and, as a result, to deformation of the shell and the formation of cracks. It was also found that such a coating exhibits unsatisfactory adhesive properties and does not tightly cover the food product.

В ряде патентов раскрыты способы получения альгинатных и материалы для формования оболочек в форме кислотного геля. Это позволяет одновременно повышать адгезивность геля к продукту, и обеспечивать нужный уровень вязкости гелевой системы.A number of patents disclose methods for producing alginate and materials for molding shells in the form of an acid gel. This allows you to simultaneously increase the adhesiveness of the gel to the product and ensure the desired level of viscosity of the gel system.

В патенте GB 2554039 A пищевое покрытие готовится на основе композиции, содержащей анионный полисахарид и кислотный буфер. рН композиции поддерживается на уровне 3,3-3,9 для повышения ее вязкости. Анионный полисахарид - предпочтительно альгинат - содержится в композиции в количестве от 3 до 6%. Кислый буфер на основе органических кислот, предпочтительно лимонной кислоты и цитрата натрия, составляет от 1 до 35% состава композиции. Материал покрытия может включать крахмалы, пластификаторы, производные дыма, гидроколлоиды и нерастворимые волокна.In GB 2554039 A, the food coating is prepared based on a composition containing an anionic polysaccharide and an acid buffer. The pH of the composition is maintained at 3.3-3.9 to increase its viscosity. An anionic polysaccharide - preferably alginate - is contained in the composition in an amount of 3 to 6%. An acidic buffer based on organic acids, preferably citric acid and sodium citrate, constitutes from 1 to 35% of the composition. The coating material may include starches, plasticizers, smoke derivatives, hydrocolloids and insoluble fibers.

Ключевым моментом, определяющим эффективность использования альгинатного покрытия по данному изобретению, является возможность контроля вязкости материала покрытия за счет корректировки рН гидратированного материала. По мнению авторов изобретения, этот эффект связан с протонированием фрагментов маннуроновой и гулуроновой кислот в альгинате, которое происходит в узком диапазоне значений рН. От степени протонирования зависит растворимость альгинатных цепей, и, соответственно, уровень вязкости раствора альгината.The key point that determines the effectiveness of using the alginate coating according to this invention is the ability to control the viscosity of the coating material by adjusting the pH of the hydrated material. According to the authors of the invention, this effect is associated with the protonation of mannuronic and guluronic acid fragments in alginate, which occurs in a narrow pH range. The degree of protonation determines the solubility of alginate chains, and, accordingly, the level of viscosity of the alginate solution.

В соответствии с существующим технологическим опытом метод контроля вязкости только за счет регулирования рН водной фазы гелевого материала не является оптимальным. рН системы зависит от большого количества факторов, влияющих на степень деполимеризации альгината в кислых условиях. Вряд ли возможна исчерпывающая компенсация результатов влияния массива значимых факторов только за счет буферной емкости системы с учетом очевидных ее ограничений из-за ограниченной ионной силы.According to existing technological experience, the method of controlling viscosity only by adjusting the pH of the aqueous phase of the gel material is not optimal. The pH of the system depends on a large number of factors that influence the degree of depolymerization of alginate under acidic conditions. It is hardly possible to exhaustively compensate for the effects of an array of significant factors only due to the buffer capacity of the system, taking into account its obvious limitations due to limited ionic strength.

В этом случае подстройка параметров рабочей композиции под конкретные технологические условия является задачей технологов при производстве оболочек, что определенно указывает на ограниченную функциональность композиции такого типа.In this case, adjusting the parameters of the working composition to specific technological conditions is the task of technologists in the production of shells, which definitely indicates the limited functionality of a composition of this type.

Более технологичным и надежным является подход, при котором вязкость кислого альгинатного геля в существенной части определяется также и составом исходной композиции. В частности, сочетанием в ней анионных (альгинат, карбоксиметилцеллюлоза), нейтральных (камеди, пектин) гидроколлоидов, а также введением в ее состав модифицирующих добавок, прежде всего, пластификаторов и наполнителей.A more technologically advanced and reliable approach is one in which the viscosity of the acidic alginate gel is largely determined by the composition of the initial composition. In particular, the combination of anionic (alginate, carboxymethylcellulose), neutral (gum, pectin) hydrocolloids, as well as the introduction of modifying additives into its composition, primarily plasticizers and fillers.

В современных технологических решениях в состав подобных композиций дополнительно вводятся нейтральные полисахариды, функцией которых является корректировка функциональности рабочих гелевых систем, прежде всего их вязкости и адгезивности, а также готовых пленок, прежде всего их прочности и эластичности.In modern technological solutions, neutral polysaccharides are additionally introduced into the composition of such compositions, the function of which is to adjust the functionality of working gel systems, primarily their viscosity and adhesiveness, as well as finished films, primarily their strength and elasticity.

Например, в заявке WO 2002015715 предлагается покрытие для колбас, состоящее из водного геля, содержащего альгинат, к которому добавлены нейтральные полисахариды, обеспечивающие нужный уровень вязкости композиции без гелеобразования, для получения реологических свойств, необходимых для экструзии или соэкструзии. Композиция для покрытия из патентного документа FR 2946227 A1 наряду с альгинатом включает нейтральный полисахарид, а именно гуаровую камедь в сочетании с анионным полисахаридом карбоксиметилцеллюлозой.For example, WO 2002015715 proposes a sausage coating consisting of an aqueous gel containing alginate to which neutral polysaccharides have been added to provide the desired level of viscosity of the composition without gelation to obtain the rheological properties required for extrusion or co-extrusion. The coating composition from patent document FR 2946227 A1 includes, in addition to alginate, a neutral polysaccharide, namely guar gum in combination with the anionic polysaccharide carboxymethylcellulose.

Однако, сочетание в составах для экструдируемых и соэкструдируемых оболочек только полисахаридных компонентов со свойствами загустителей и гелеобразователей, не обеспечивает требуемой прочности получаемых на основе этих составов покрытий.However, the combination in compositions for extruded and coextruded shells of only polysaccharide components with the properties of thickeners and gelling agents does not provide the required strength of the coatings obtained based on these compositions.

Эффективным приемом увеличения прочности является введение в состав полисахаридных композиций для оболочек упрочняющих армирующих добавок, таких как микрокристаллическая целлюлоза, крахмал, хитозан или коллаген. Также такие добавки придают готовым покрытиям цвет, близкий к цвету натуральной кишечной оболочки.An effective method of increasing strength is the introduction of reinforcing additives, such as microcrystalline cellulose, starch, chitosan or collagen, into polysaccharide compositions for shells. Also, such additives give the finished coatings a color close to the color of the natural intestinal lining.

Но, как правило, введение упрочняющих добавок в альгинатные гелевые основы требует усложнения техники отверждения, как в случае с коллагеном и хитозаном, либо трудно подбираемого и воспроизводимого сочетания компонентов и условий их использования, как в случае с целлюлозными волокнами.But, as a rule, the introduction of strengthening additives into alginate gel bases requires a more complex curing technique, as is the case with collagen and chitosan, or a difficult to select and reproducible combination of components and conditions for their use, as is the case with cellulose fibers.

В тайваньской заявке TW 93133652 A описан способ получения композитной мембраны, изготовленной из двух видов материалов - альгинатного геля и раствора коллагена. Получаемая оболочка сочетает свойства комбинируемых материалов - влагостойкость, прочность, совместимость с содержимым изделий при усадке после термообработки.Taiwanese application TW 93133652 A describes a method for producing a composite membrane made from two types of materials - alginate gel and collagen solution. The resulting shell combines the properties of the combined materials - moisture resistance, strength, compatibility with the contents of the products during shrinkage after heat treatment.

Согласно описанию, раствор коллагена с добавленной солью щелочноземельного металла экструдируют в раствор альгината натрия, получая таким образом двухслойную оболочку. Далее коллагеновый слой дегидратируют обработкой этанола, ацетона или метанола.According to the description, a solution of collagen with added alkaline earth metal salt is extruded into a solution of sodium alginate, thereby obtaining a two-layer casing. Next, the collagen layer is dehydrated by treating with ethanol, acetone or methanol.

Таким образом техника получения оболочки в соответствии с заявляемым способом является чересчур сложной, и требует применения химических растворителей. Кроме того, нет возможности использовать такие оболочки с применением технологии соэкструдирования.Thus, the technique for obtaining a shell in accordance with the claimed method is too complex and requires the use of chemical solvents. In addition, it is not possible to use such casings using coextrusion technology.

В соответствии с китайским патентным документом CN 103518819 B в состав пищевой оболочки на основе альгината натрия вводится комплексная добавка-пластификатор, представляющая собой смесь глицерина, лаурилсульфата натрия и желатина, где добавление желатина составляет 0,02% ~ 5%. Также для загущения системы вводится смесь ксантановой камеди и карбоксиметилцеллюлозы. Для усиления прочности готовых покрытий добавляется сшивающий фермент трансглутаминаза в количестве 1%.According to Chinese patent document CN 103518819 B, a complex plasticizer additive is introduced into the sodium alginate food shell, which is a mixture of glycerin, sodium lauryl sulfate and gelatin, where the addition of gelatin is 0.02% ~ 5%. Also, to thicken the system, a mixture of xanthan gum and carboxymethylcellulose is introduced. To enhance the strength of the finished coatings, the cross-linking enzyme transglutaminase is added in an amount of 1%.

Очевидно, что в данной композиции желатин вводится в качестве белкового компонента, который вместе с ферментом-кросслинкером обеспечивает улучшение прочностных характеристик готовых оболочек.It is obvious that in this composition gelatin is introduced as a protein component, which, together with the crosslinker enzyme, improves the strength characteristics of the finished shells.

При этом, следует учитывать, что указанный ферментный препарат достаточно дорог, запрещен к использованию в пищевой отрасли в ряде стран, включая РФ, и для обеспечения его эффективной работы требуется строгое соблюдение условий, накладывающее существенные ограничения на технологический процесс (температура, интенсивность перемешивания, длительность выдержки материала). В частности, данные ограничения делают невозможным применение данной композиции для производства оболочек по технологии соэкструдирования.At the same time, it should be taken into account that the specified enzyme preparation is quite expensive, is prohibited for use in the food industry in a number of countries, including the Russian Federation, and to ensure its effective operation, strict adherence to conditions is required that imposes significant restrictions on the technological process (temperature, mixing intensity, duration excerpts of the material). In particular, these limitations make it impossible to use this composition for the production of casings using coextrusion technology.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, в соответствии с патентом RU 2271669 C2, предусматривающий сочетание анионных (альгинат) и нейтральных (гуаровая камедь) полисахаридных полимеров.The closest in technical essence to the proposed method is the method in accordance with patent RU 2271669 C2, which involves a combination of anionic (alginate) and neutral (guar gum) polysaccharide polymers.

Способ заключается в применении в качестве гелеобразующего воздействия контакта экструдированного покрытого оболочкой продукта с кислой средой, включающую молочную кислоту, уксусную кислоту, или их комбинацию, и коптильную жидкость. Получаемая оболочка характеризуется лучшими органолептическими свойствами и мягкостью по сравнению с оболочками, для получения которых используется обработка двухвалентными катионами.The method consists in using, as a gelling effect, contact of an extruded coated product with an acidic medium, including lactic acid, acetic acid, or a combination thereof, and smoking liquid. The resulting shell is characterized by better organoleptic properties and softness compared to shells produced by treatment with divalent cations.

При относительной простоте композиции способ позволяет получать оболочки со сбалансированным сочетанием свойств (прочность, эластичность, оптимальный уровень усадки после термообработки).Given the relative simplicity of the composition, the method makes it possible to obtain shells with a balanced combination of properties (strength, elasticity, optimal level of shrinkage after heat treatment).

Однако из существующего уровня техники известно, что кислотные гели без дополнительной сшивки недостаточно стабильны при нагревании, со временем размягчаются и теряют прочность даже при комнатной температуре вследствие постепенной деполимеризации альгиновой кислоты. Как правило, такую потерю прочности компенсируют добавлением армирующих компонентов. В данном способе в частном случае варианта осуществления в качестве такой добавки используется коллаген.However, from the existing level of technology it is known that acid gels without additional cross-linking are not stable enough when heated, soften over time and lose strength even at room temperature due to the gradual depolymerization of alginic acid. As a rule, this loss of strength is compensated by the addition of reinforcing components. In this method, in a particular embodiment, collagen is used as such an additive.

В указанном техническом решении в частном случае варианта осуществления в состав композиции может дополнительно вводиться до 4% коллагенового или иного белка для повышения прочности получаемых оболочек, усиления их взаимодействия с содержимым изделия и придания им натуральной окраски.In the specified technical solution, in a particular case of an embodiment, up to 4% of collagen or other protein can be additionally introduced into the composition to increase the strength of the resulting shells, enhance their interaction with the contents of the product and give them a natural color.

При этом использование коллагена накладывает определенные ограничения на применение способа по указанному изобретению. Например, требует использования дополнительных фиксирующих (сшивающих) агентов, применение которых, как правило, негативно сказывается на органолептических характеристиках получаемых оболочек. В рассматриваемом патенте в качестве сшивающего агента предлагается использовать коптильную жидкость в сочетании с органическими кислотами.Moreover, the use of collagen imposes certain restrictions on the use of the method according to this invention. For example, it requires the use of additional fixing (cross-linking) agents, the use of which, as a rule, negatively affects the organoleptic characteristics of the resulting shells. The patent in question proposes using liquid smoke in combination with organic acids as a cross-linking agent.

Состав с добавлением коллагенового белка сохраняет свои свойства в ограниченном диапазоне рН.The composition with the addition of collagen protein retains its properties in a limited pH range.

Поэтому в предпочтительном варианте осуществления изобретения состав и, соответственно, оболочка не содержат белкового компонента.Therefore, in a preferred embodiment of the invention, the composition and therefore the coating do not contain a protein component.

Целью предлагаемой группы изобретений является разработка состава, способа получения и способа применения гидратированных композиций или сухих премиксов, предназначенных для производства съедобных натуральных пищевых оболочек для колбас и сосисок по технологиям экструзии и соэкструзии, и лишенных перечисленных выше недостатков.The purpose of the proposed group of inventions is to develop a composition, method of production and method of use of hydrated compositions or dry premixes intended for the production of edible natural food casings for sausages and frankfurters using extrusion and coextrusion technologies, and devoid of the above disadvantages.

Предлагается группа изобретений.A group of inventions is proposed.

Состав для производства натуральных съедобных пищевых оболочек для колбас и сосисок по технологиям экструдирования или соэкструдирования представляет собой водную суспензию и включает, мас. %:The composition for the production of natural edible food casings for sausages using extrusion or coextrusion technologies is an aqueous suspension and includes, by weight. %:

глицерин 6-15glycerin 6-15

гидролизат коллагена 4-6collagen hydrolyzate 4-6

микрокристаллическую целлюлозу 1-5microcrystalline cellulose 1-5

альгинат натрия 1,5-3sodium alginate 1.5-3

карбоксиметилцеллюлозу 0,2-0,5carboxymethylcellulose 0.2-0.5

гуаровую камедь 0,2-2,0guar gum 0.2-2.0

лимонную кислоту 0,1-2,0citric acid 0.1-2.0

воду до 100 мас. %.water up to 100 wt. %.

В частном случае состав включает микрокристаллическую целлюлозу с размером основной фракции менее 40 мкм.In a particular case, the composition includes microcrystalline cellulose with a main fraction size of less than 40 microns.

В частном случае состав в полностью гидратированном виде имеет вязкость 80-115 Па*с при температуре 20°С.In a particular case, the composition in fully hydrated form has a viscosity of 80-115 Pa*s at a temperature of 20°C.

В частном случае рН состава в полностью гидратированном виде 3,5-4,0, предпочтительно 3,5-3,8.In a particular case, the pH of the composition in a fully hydrated form is 3.5-4.0, preferably 3.5-3.8.

Способ получения мясного продукта, представляющего колбасу или сосиску, заключенную в съедобную пищевую оболочку, включает получение вышеуказанного состава непосредственно перед экструдированием или соэкструдированием с мясным содержимым. Для этого смешивают композицию в порошковом виде, включающую гидролизат коллагена, микрокристаллическую целлюлозу, альгинат натрия, карбоксиметилцеллюлозу, гуаровую камедь и лимонную кислоту с водой и глицерином, получая вышеуказанный состав. После проведения соэкструдирования полученного состава с мясным содержимым покрытое оболочкой изделие вводят в отверждающий раствор, содержащий от 5 мас. % до 20 мас. % хлорида кальция.A method for producing a meat product representing a sausage or frankfurter enclosed in an edible food casing includes obtaining the above composition immediately before extrusion or co-extrusion with meat contents. To do this, mix a composition in powder form, including collagen hydrolyzate, microcrystalline cellulose, sodium alginate, carboxymethylcellulose, guar gum and citric acid with water and glycerin, obtaining the above composition. After co-extrusion of the resulting composition with meat contents, the coated product is introduced into a curing solution containing from 5 wt. % up to 20 wt. % calcium chloride.

Пищевой мясной продукт представляет колбасу или сосиску, покрытую съедобной пищевой оболочкой.An edible meat product is a sausage or frankfurter covered with an edible food casing.

Композиция в порошковом виде для производства натуральных съедобных пищевых оболочек для колбас и сосисок по технологиям экструдирования или соэкструдирования, включает сухие компоненты: анионный полисахарид, смесь загущающих гидроколлоидов, один из которых является галактоманнаном, а второй эфиром целлюлозы, сухой гидролизат коллагена, поликарбоновую кислоту и микрокристаллическую целлюлозу. Глицерин не входит в состав сухой рабочей смеси и добавляется в композицию отдельно на этапе ее гидратирования. Готовая к использованию гидратированная форма композиции получается непосредственно пред началом операции экструдирования (соэкструдирования) путем смешивания композиции в порошковом виде с необходимым количеством воды на оборудовании с высоким усилием сдвига.The composition in powder form for the production of natural edible food casings for sausages and frankfurters using extrusion or coextrusion technologies includes dry components: anionic polysaccharide, a mixture of thickening hydrocolloids, one of which is galactomannan, and the second is cellulose ether, dry collagen hydrolyzate, polycarboxylic acid and microcrystalline cellulose Glycerin is not included in the dry working mixture and is added to the composition separately at the stage of its hydration. A ready-to-use hydrated form of the composition is obtained immediately before the start of the extrusion (coextrusion) operation by mixing the composition in powder form with the required amount of water in high shear equipment.

Техническим результатом является прочность, эластичность и растяжимость оболочки, обеспечение надлежащей адгезии к мясному фаршу, предотвращение потери прочности и предотвращение деформаций при длительном хранении и перепадах температур.The technical result is the strength, elasticity and extensibility of the shell, ensuring proper adhesion to minced meat, preventing loss of strength and preventing deformation during long-term storage and temperature changes.

В отличие от известных технических решений, в состав композиции вводится гидролизат коллагена.Unlike known technical solutions, collagen hydrolyzate is introduced into the composition.

Гидролизат коллагена в составе композиции выполняет несколько функций. Благодаря ему улучшается взаимодействие компонентов композиции и технологические характеристики готовых пленок, такие как прочность, эластичность и растяжимость. Благодаря способности связывать значительное количество воды гидролизат коллагена существенно влияет на реологические свойства, прежде всего вязкость готовой (гидратированной) гелевой массы.Collagen hydrolyzate in the composition performs several functions. Thanks to it, the interaction of the components of the composition and the technological characteristics of the finished films, such as strength, elasticity and stretchability, are improved. Due to its ability to bind a significant amount of water, collagen hydrolyzate significantly affects the rheological properties, primarily the viscosity of the finished (hydrated) gel mass.

Кроме того, использование в составе композиции гидролизата позволяет существенно улучшить адгезию композиции к мясному содержимому изделия. Известно, что неудовлетворительное прилипание оболочки к мясному фаршу, и ее отслоение после замораживания-оттаивания из-за неравномерной усадки, является нежелательной особенностью оболочек на основе преимущественно альгината. Композитная оболочка, благодаря включению белка, более совместима с белковой мясной эмульсией, и проявляет большую устойчивость к термической обработке, т.е. варке, чем чисто альгинатная.In addition, the use of hydrolyzate in the composition can significantly improve the adhesion of the composition to the meat contents of the product. It is known that unsatisfactory adhesion of the casing to minced meat, and its detachment after freezing-thawing due to uneven shrinkage, is an undesirable feature of casings based primarily on alginate. The composite casing, due to the inclusion of protein, is more compatible with protein meat emulsion, and exhibits greater resistance to heat treatment, i.e. cooking than pure alginate.

Поскольку разные виды мясных изделий требуют применения гелей с отличающимися характеристиками, варьирование количества пластифицирующей добавки позволяет предсказуемо изменять реологию геля.Since different types of meat products require the use of gels with different characteristics, varying the amount of plasticizing additive allows predictable changes in the rheology of the gel.

Нами было обнаружено, что в качестве пластификатора гидролизат коллагена хорошо сочетается с традиционными пластифицирующими компонентами, такими как глицерин, что позволяет снизить добавление более дорогого гидролизата. Для достижения технических результатов, в соответствии с нашими исследованиями, пластификатор для предлагаемой композиции должен составлять от 8 до 23%, при соотношении глицерин: гидролизат равном 2 к 1.We have found that as a plasticizer, collagen hydrolyzate combines well with traditional plasticizers such as glycerin, reducing the need to add more expensive hydrolyzate. To achieve technical results, according to our research, the plasticizer for the proposed composition should be from 8 to 23%, with a glycerol: hydrolyzate ratio of 2 to 1.

При сочетании в составе оболочки альгината и гидролизата коллагена достигается более выраженный синергический эффект, чем при сочетании волокнистого (негидролизованного) коллагена и альгината. Получаемая оболочка дает усадку вместе с мясным содержимым при приготовлении (варке и жарке). При этом усадка не является чрезмерной, и не наблюдается растрескивания оболочки или выдавливания мясной эмульсии.When combining alginate and collagen hydrolyzate in the shell, a more pronounced synergistic effect is achieved than when combining fibrous (non-hydrolyzed) collagen and alginate. The resulting shell shrinks along with the meat contents during cooking (cooking and frying). In this case, the shrinkage is not excessive, and there is no cracking of the shell or squeezing out of the meat emulsion.

Благодаря небольшим размерам молекул гидролизаты коллагена мало чувствительны к уровню рН среды по сравнению с нативным коллагеном, или другими пищевыми белками. Это позволяет вводить белковый компонент в состав альгинатных систем, в которых гелеобразование происходит в кислых условиях, и за счет этого добиваться их стабилизации. Как показывают наши результаты, таким образом можно эффективно предотвращать постепенную потерю прочности кислыми альгинатными гелями при нагревании и при длительном хранении, связанную с деструкцией альгиновой кислоты.Due to the small size of the molecules, collagen hydrolysates are little sensitive to the pH level of the environment compared to native collagen or other food proteins. This makes it possible to introduce a protein component into alginate systems in which gelation occurs under acidic conditions, and thereby achieve their stabilization. As our results show, in this way it is possible to effectively prevent the gradual loss of strength of acidic alginate gels when heated and during long-term storage, associated with the destruction of alginic acid.

Также использование в композиции гидролизата коллагена позволяет вводить в состав гидрофильного рабочего геля масляные и жировые компоненты (в форме белково-жировой эмульсии). Такая возможность является актуальной, поскольку дает возможность регулировать проницаемость изготавливаемых оболочек для водных растворов и газов. А также вводить в их состав жирорастворимые компоненты с антимикробной (эфирные масла) и антиоксидантной активностью. По нашей предварительной оценке, количество вводимой таким образом липидной фазы может достигать 2-3%.Also, the use of collagen hydrolyzate in the composition makes it possible to introduce oil and fat components into the hydrophilic working gel (in the form of a protein-fat emulsion). This possibility is relevant because it makes it possible to regulate the permeability of the manufactured shells for aqueous solutions and gases. And also introduce into their composition fat-soluble components with antimicrobial (essential oils) and antioxidant activity. According to our preliminary estimate, the amount of lipid phase introduced in this way can reach 2-3%.

Следует отметить, что применение растворимого гидролизата коллагена является более простым и технологичным, чем применение трудно диспергируемого негидролизованного коллагена в виде порошка, или в виде кислого коллагенового геля, приготовление которого, требует значительного времени и усилий.It should be noted that the use of soluble collagen hydrolyzate is simpler and more technologically advanced than the use of difficult-to-disperse non-hydrolyzed collagen in powder form, or in the form of acidic collagen gel, the preparation of which requires considerable time and effort.

Поскольку белковый компонент в форме гидролизата используется в композиции не как армирующая добавка, патентуемый способ не предусматривает отдельной обработки сшивающими агентами для объединения белковых молекул. Это снимает необходимость введения сшивающих агентов в состав композиции или фиксирующего раствора.Since the protein component in the form of a hydrolyzate is not used in the composition as a reinforcing additive, the patented method does not provide for separate treatment with cross-linking agents to combine protein molecules. This eliminates the need to introduce crosslinking agents into the composition or fixative solution.

Получаемая композитная оболочка хорошо наносится на продукт методом соэкструзии. Кроме того, благодаря гипоаллергенности компонентов, она съедобна без ограничений, и хорошо усваивается.The resulting composite shell is easily applied to the product using the coextrusion method. In addition, due to the hypoallergenic components, it is edible without restrictions and is well absorbed.

Для достижения заявленной цели заявляемый способ осуществляют следующим путем: готовится композиция для приготовления оболочек, включающая, мас. %:To achieve the stated goal, the claimed method is carried out in the following way: a composition is prepared for preparing shells, including, by weight. %:

- глицерин в количестве 6-15%,- glycerin in the amount of 6-15%,

- гидролизат коллагена в количестве 4-6%;- collagen hydrolyzate in an amount of 4-6%;

- микрокристаллическую целлюлозу в количестве 1-5%;- microcrystalline cellulose in an amount of 1-5%;

- альгинат натрия в количестве 1,5 - 3%;- sodium alginate in an amount of 1.5 - 3%;

- карбоксиметилцеллюлозу в количестве 0,2-0,5%;- carboxymethylcellulose in an amount of 0.2-0.5%;

- гуаровую камедь в количестве 0,2 -2%;- guar gum in an amount of 0.2-2%;

- лимонную (или фумаровую, обладающую такими же требуемыми свойствами) кислоту в количестве 0,1-1%;- citric (or fumaric, having the same required properties) acid in an amount of 0.1-1%;

- подготовленную (фильтрованную умягченную) питьевую воду до 100%.- prepared (filtered softened) drinking water up to 100%.

За счет использования карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) разных марок иThrough the use of carboxymethylcellulose (CMC) of different grades and

подбора соотношения гуаровая камедь КМЦ в рамках, установленных данной заявкой, может быть составлена смесь с нужным уровнем вязкости в гидратированном виде. Желательное значение динамической вязкости гидратированной смеси должно быть не ниже 80 Па*с, чтобы предотвратить заметное разжижение пасты за счет атмосферной влаги. При значениях вязкости выше 120 Па*с затрудняется экструдирование смеси, что может приводить к нежелательной деформации поверхности формируемых оболочек.By selecting the ratio of guar gum to CMC within the framework established by this application, a mixture with the desired level of viscosity in hydrated form can be compiled. The desired value of the dynamic viscosity of the hydrated mixture should be at least 80 Pa*s in order to prevent noticeable liquefaction of the paste due to atmospheric moisture. At viscosity values above 120 Pa*s, extrusion of the mixture becomes difficult, which can lead to unwanted deformation of the surface of the formed shells.

При включении в состав композиции для оболочек микрокристаллической целлюлозы критическое значение имеют размеры целлюлозных частиц. Он не должен превышать 20-40 мкм. Включение более крупных фракций будет отрицательно сказываться на прочности пленки (когда несколько частиц окажутся рядом), а в случае размеров крупнее 100 мкм будет мешать процессу экструдирования.When microcrystalline cellulose is included in a coating composition, the size of the cellulose particles is critical. It should not exceed 20-40 microns. The inclusion of larger fractions will negatively affect the strength of the film (when several particles are nearby), and in the case of sizes larger than 100 microns, it will interfere with the extrusion process.

Хотя наилучшие результаты были нами получены при использовании вышеописанной комбинации компонентов, аналогичные по характеристикам композиции могут быть получены за счет замены лимонной кислоты на другую пищевую органическую кислоту, предпочтительно дикарбоновую, например, фумаровую.Although we obtained the best results using the above-described combination of components, compositions similar in characteristics can be obtained by replacing citric acid with another food-grade organic acid, preferably a dicarboxylic acid, for example, fumaric.

Присутствие в составе композиции лимонной кислоты в вышеуказанных количествах обеспечивает ее достаточную антимикробную защищенность, и позволяет обходиться без использования других пищевых консервантов.The presence of citric acid in the composition in the above quantities ensures its sufficient antimicrobial protection and makes it possible to avoid the use of other food preservatives.

Из-за высокой гигроскопичности компонентов композиции наиболее предпочтительным при гидратировании смеси является смешивание компонентов в определенном порядке. Компоненты вводятся при перемешивании в воду, начиная с гидролизата коллагена, затем добавляется альгинат, лимонная (или фумаровая) кислота, затем (постепенно) гуаровая камедь и КМЦ.Due to the high hygroscopicity of the components of the composition, it is most preferable when hydrating the mixture to mix the components in a certain order. The components are introduced into water with stirring, starting with collagen hydrolyzate, then alginate, citric (or fumaric) acid are added, then (gradually) guar gum and CMC.

Результаты наших исследований показали, что композиция предпочтительно может производиться в виде пастообразного премикса. При этом приготовление пастообразной рабочей суспензии производиться на смешивающем высокосдвиговом оборудовании. Повышенная растворимость компонентов смеси при низкой температуре, вплоть до 4°С позволяет исключить этап нагрева, необходимый при растворения других композиций полисахаридов, сократить время приготовления и расход энергии.The results of our studies have shown that the composition can preferably be produced in the form of a paste-like premix. In this case, the preparation of a paste-like working suspension is carried out using high-shear mixing equipment. The increased solubility of the mixture components at low temperatures, down to 4°C, makes it possible to eliminate the heating step required when dissolving other polysaccharide compositions, reducing preparation time and energy consumption.

Гидратированная композиция в виде пасты экструдируется для получения готовой оболочки.The hydrated paste composition is extruded to form the finished shell.

Также паста может наноситься методом соэкструдирования мясного изделия и оболочки.The paste can also be applied by co-extruding the meat product and the casing.

Композиция может производится в виде смеси сухих компонентов: анионного полисахарида, смеси загущающих гидроколлоидов, сухого гидролизата коллагена, поликарбоновой кислоты и микроцеллюлозы. Глицерин не входит в состав сухой рабочей смеси и добавляется в композицию отдельно на этапе ее гидратирования. В этом случае готовая к использованию гидратированная форма композиции производится непосредственно пред началом экструдирования (соэкструдирования) оболочки путем смешивания композиции в порошковом виде с необходимым количеством воды на оборудовании с высоким усилием сдвига.The composition can be produced in the form of a mixture of dry components: anionic polysaccharide, a mixture of thickening hydrocolloids, dry collagen hydrolyzate, polycarboxylic acid and microcellulose. Glycerin is not included in the dry working mixture and is added to the composition separately at the stage of its hydration. In this case, a ready-to-use hydrated form of the composition is produced immediately prior to extrusion (co-extrusion) of the casing by mixing the powdered composition with the required amount of water in high shear equipment.

Покрытые оболочкой изделия по предлагаемому способу после экструзии или соэкструзии могут подвергаться стандартной процедуре обработки отверждающим раствором, содержащим катионы кальция. Это позволяет избежать проблем, связанных с недостаточной стабильностью и чувствительностью к нагреву кислотных альгинатных гелей из-за деполимеризации альгиновой кислоты. Подобные проблемы возможны в продуктах по цитировавшемуся выше известному техническому решению. Обычно отверждающий раствор содержит от 5% до 20% (по массе) хлорида кальция. Повышение содержания кальциевой соли влияет на время отвердевания и рекомендуется для изделий большого диаметра. Дальнейшие стадии обработки зависят от типа мясной продукции, она может проходить температурную обработку (варку или жарку), сушку, обработку жидким дымом.Products coated with a shell according to the proposed method after extrusion or coextrusion can be subjected to a standard treatment procedure with a curing solution containing calcium cations. This avoids problems associated with the lack of stability and heat sensitivity of acidic alginate gels due to depolymerization of alginic acid. Similar problems are possible in products based on the well-known technical solution cited above. Typically the curing solution contains 5% to 20% (by weight) calcium chloride. Increasing the calcium salt content affects the curing time and is recommended for large diameter products. Further stages of processing depend on the type of meat product; it can undergo heat treatment (cooking or frying), drying, or treatment with liquid smoke.

Применение метода отверждения обработкой двухвалентными катионами позволяет использовать предлагаемые композиции на широко распространенном в отрасли оборудовании с применением отработанных техник и рабочих растворов.The use of the curing method by treatment with divalent cations allows the use of the proposed compositions on equipment widely used in the industry using proven techniques and working solutions.

Итоговое покрытие изделия, как правило, имеет толщину около 75-250 мкм. Однако, толщина может быть увеличена или уменьшена за счет изменения скорости процесса экструдирования и корректировки рецептуры гелевой смеси.The final coating of the product, as a rule, has a thickness of about 75-250 microns. However, the thickness can be increased or decreased by changing the speed of the extrusion process and adjusting the gel mixture formulation.

Предлагаемые изобретения удовлетворяют критерию новизны, так как при определении уровня техники не обнаружено решений, которым присущи признаки, идентичные всем признакам, перечисленным в независимых пунктах формулы изобретения, а именно: получение композиции и состава для производства экструдированных оболочек для колбас и сосисок на основе кислотного альгинатного геля, смеси нейтральных гидроколлоидов, клетчатки и гидролизата коллагена.The proposed inventions satisfy the criterion of novelty, since when determining the level of technology, no solutions were found that have features identical to all the features listed in the independent claims of the invention, namely: obtaining a composition and composition for the production of extruded casings for sausages and frankfurters based on acid alginate gel, a mixture of neutral hydrocolloids, fiber and collagen hydrolyzate.

Группа изобретений имеет изобретательский уровень, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данных изобретений, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.The group of inventions has an inventive step, since no technical solutions have been identified that have features that coincide with the distinctive features of these inventions, and the influence of the distinctive features on the specified technical result has not been established.

Заявленные технические решения могут быть реализованы в промышленном производстве съедобных экструдированных оболочек для колбас и сосисок. Это соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям.The claimed technical solutions can be implemented in the industrial production of edible extruded casings for sausages and frankfurters. This meets the “industrial applicability” criterion for inventions.

Claims

1. Composition for the production of edible food casings for sausages and frankfurters, including, by weight. %:

Glycerol 6-15 Collagen hydrolyzate 4-6 Microcrystalline cellulose 1-5 Sodium alginate 1.5-3 Carboxymethylcellulose 0.2-0.5 Guar gum 0.2-2.0 Lemon acid 0.1-2.0 Water up to 100 wt. %

2. The composition according to claim 1, characterized in that it includes microcrystalline cellulose with a main fraction size of less than 40 microns.

3. The composition according to claim 1, characterized in that in a fully hydrated form it has a viscosity of 80-115 Pa*s at a temperature of 20°C.

4. The composition according to claim 1, characterized in that the pH of the composition in a fully hydrated form is 3.5-4.0, preferably 3.5-3.8.

5. A method for producing a meat product enclosed in an edible food casing, including mixing collagen hydrolyzate, microcrystalline cellulose, sodium alginate, carboxymethylcellulose, guar gum and citric acid with water and glycerin to obtain a composition according to any one of claims. 1-4, co-extrusion of the resulting composition with meat contents, after which the coated product is introduced into a curing solution containing from 5 wt. % up to 20 wt. % calcium chloride.