В последнее десятилетие производство мяса птицы в России возросло в не сколько раз и его удельный вес в общем объеме животноводческой продукции составил 48 % [1]. В стране полностью обеспечена потребность населения в отечествен ной продукции из мяса птицы, и появилась реальная перспектива выхода на международный рынок, в связи с чем возникает проблема выстраивания бизнеса в новых условиях.

Рынок продукции изменяется и диктует производителям выпуск изделий по клиентским заказам – в малых объемах, при этом широкого ассортимента, для которого требуется разное по качеству сырье. В этих условиях механическая обвалка может служить инструментом менеджмента производственно го процесса. Для дальнейшего развития предприятиям необходимо переориентироваться согласно специфическим запросам рынка, а это требует знаний и компетентности в анализе рынка, технологии и оптимизации производства в каждодневной практике.

Что нужно знать о качестве ММО?

Согласно современному законодательству разных стран, любое мясо, полученное путем механического отделения от тушек или костей птицы, называется «сепарированное мясо». В России это «пищевой продукт, полученный в результате об валки потрошеной тушки птицы или ее частей методом сепарирования и представляющий собой тонкоизмельченную массу с нормируемым количеством и размером костной ткани» [2]. В странах Европейского союза (ЕС) в Постановлении Е С 85 3/2 0 0 4 (приложение 1, 1.14) [3] дано определение ММО: «Мясо механической обвалки представляет собой продукт, полученный путем механического отделения его от костей или с целых тушек птицы с разрушением или изменением структуры мышечных волокон» и в связи с этим в ЕС его разделяют на два вида – ММО низкого давления и ММО высокого давления.

Мясо механической обвалки низкого давления – это ММО, произведенное по технологиям, не изменяющим структуру костей, использованных в производстве ММО, содержание кальция в котором не более 0,1 %.

Мясо механической обвалки высокого давления – это ММО, произведенное при использовании иных технологий.

Определяющим признаком качества ММО является степень разрушения структуры мышечного волокна вследствие различной степени де­формации тканей от сжатия, растя­жения и сдвига.

Необходимость разграничения видов ММО вызвана тем, что в раз­ных прессах используются разные способы и виды механического воз­действия на мясокостное сырье (раздавливание, резание, разламывание, истирание, удар, сепарирование). Разное давление сепарации по­разному сказывается на разру­шении структуры тканей сырья (мы­шечной, жировой, соединительной, хрящевой и костной), что в свою очередь влияет на его химический состав, безопасность и функцио­нальные свойства.

Ученые из Германии Вольфганг Браншайд и Клаус Трегер для оцен­ки качества МПМО разработали дополнительный показатель, харак­теризующий степень разрушения мышечной ткани [4], по которому его можно сравнивать с мясным фаршем ручной обвалки («измель­ченное мясо»). Они разработали морфологический стандарт граду­ального изменения структуры, и в 2018 г. этот проект был представ­лен на обсуждение [5].

Согласно проекту для количественной оценки степени разрушения мышечной тка­ни используется компьютерная об­ работка данных гистохимического анализа. Руководит проектом Ро­берт Дамкьер (Дания), а компьютер­ная обработка данных производится компаниями Cristial Systems (Испа­ния) и Lima (Франция).

Морфологические стандарты ММО, разработанные ими для раз­ных уровней разрушения структуры и детализированные для практиче­ского применения, позволяют опре­делить различные уровни качества конечного продукта. Данная разра­ботка позволяет установить качество ММО и сравнить его с ММО, полу­ ченным с использованием другого оборудования или с мясным фаршем ручной обвалки. Технология позво­ляет количественно выразить потерю структуры мяса, которая является ключевым показателем качества ММО, относительно измельченного мяса ручной обвалки. Остаточное мясо, удаляемое механическим спо­собом, в настоящее время именуется как «мясо механической обвалки», а ручным – «мясо цыплят», оценка потребительской стоимости их раз­лична. Например, в России стоимость ММО составляет 60–70 руб/кг, а мя­са ручной обвалки – 100–130 руб/кг), поскольку на этикетке оно обознача­ется уже как «мясо цыплят».

В связи с этим становится понят­ной роль разработки ключевого показателя оценки качества ММО, полученного на разном по конструк­ции оборудовании и при разном давлении. Следует отметить, что в стандарте ЕС отсутствуют нор­мативные требования к гигиениче­ской безопасности (к фракционному составу костных включений и их размерам).

Анализ показателей оценки каче­ства ММО и нормативных требо­ваний межгосударственных и наци­ональных стандартов развитых стран мира показывает значительные раз­личия, которые могут быть следствием не только различных методов оценки и различий в качестве ис­пользуемого сырья, но в основном вызваны различиями в конструкциях используемого оборудования, влияющими на качество конечного продукта.

Другим фактором, влияющим на выход и качество продукта, явля­ется качество технического обслужи­ вания оборудования. Так, износ по­ верхностей рабочих деталей и состо­яние режущих кромок существенно влияют на выход, безопасность, структуру и консистенцию конечно­ го продукта. Затупившиеся в резуль­тате плохого обслуживания кромки могут привести к раздавливанию мяса и получению его пастообразной структуры.

Структура Мяса Мехобвалки может меняться также при изменении формы и раз­меров отверстий сепарирующего фильтра, а увеличение допустимого зазора между шнеком и гильзой при износе снижает не только про­изводительность оборудования и вы­ход ММО, но и его безопасность из ­за увеличения в массе костных включений, в том числе крупной фракции. В связи с этим для произ­водственников представляет интерес анализ разных конструкций обору­дования и качества получаемого ММО.

Сравнительный анализ действующего оборудования для выработки ММО и его влияния на изменение микроструктуры

Особенности процесса механической обвалки таковы, что в ММО попадают костные включения, количество и размеры которых регулируются в процессе обвалки. Они зависят от таких факторов, как конструкция сепарирующего узла, скорость вращения обвалочного шнека, температура исходного сырья, давление сепарации, выход ММО, качественное обслуживание оборудования, прочностные характеристики костной ткани, и соотношения «мясо – кость» в сырье.

Общая концепция качества сепарированного мяса основывается на способе его получения путем продавливания через сито. Однако за последние годы разработаны и уже используются новые принципы и способы механической обвалки, обеспечивающие разное качество МПМО, а также новые способы качественной оценки ММО с помощью гистохимического способа анализа, позволяющего видеть структуру мышечной ткани [6].

В связи с тем что качество мяса механической обвалки зависит от используемого оборудования, рассмотрим подробнее и сравним конструкции отечественных прессов, применяемых для этой цели (табл. 1).

Шнековые прессы для выработки ММО

В шнековых прессах процесс обвалки происходит непрерывно в тонком слое (0,1 мм). Сепарирующий фильтр может быть разной конструкции: втулка цилиндрическая (гильза) с отверстиями 1,0–1,2 мм или комбинированная с отверстиями 1,5–1,3– 0,8/1,1 мм или набор пластин с пазами. Давление сепарации при работе с гильзой – до 12 МПа, а размер частиц ММО – 160 мкм. С набором пластин давление больше, соответственно, больше и разрушение структуры мышечной ткани.

Другой тип шнековых прессов – сепаратор, комплектуемый щелевой вт улкой с размером щелей 0,5 × 20 мм (см. табл. 1). Давление сепарации при этом значительно больше – до 20 МПа, увеличивается и разрушение мышечного волокна до 80 мкм, то есть получена пастообразная структура мяса.

Таблица 1. Технические характеристики отечественных прессов для механической обвалки птицы
Таблица 1. Технические характеристики отечественных прессов для механической обвалки птицы.
(нажмите н таблицу, что бы увеличить)

Какая конструкция фильтров предпочтительнее?

Сравнительные испытания сепарирующих узлов (гильзы, набора пластин и щелевой втулки), выполненные автором, показали, что при использовании гильзы выход ММО больше на 0,8–1,2 % (абсолютных), однако увеличивается и доля костных включений (в 1,7 раза), хотя их размеры в 2–3 раза меньше (500–600 мкм против 1–3 мм при работе с щелевой втулкой) и разная дисперсность ММО.

Конструкции прессов отличаются также скоростью вращения обвалочного шнека и наличием или отсутствием насоса для подпрессовки сырья, что обусловливает разное давление сепарации, а следовательно, и разную степень разрушения структуры мышечного волокна. Чем больше скорость вращения шнека, тем чаще срезается выдавливаемая масса и тем мельче костные включения, но их количество больше.

Текстура ММО может меняться также при изменении формы и размеров ячеек сепарирующего фильтра и площади их сечения. Для повышения конкурентоспособности отечественного оборудования в институте совместно с фирмой ООО «Уникон-Пресс» в последние годы разработана модель пресса нового поколения У-800, обеспечивающая разделение МПМО по качеству в потоке. Сепарирующий узел – шнек с многозонной гиль- зой с цилиндрическими отверстиями размером 2,5–1,5–1,3–0,8/1,1 мм. Он обеспечивает разное давление по длине сепарации, разный химический состав и разную дисперсность: от 3,0–3,5 мм в первой зоне до 100 мкм и менее – в последней [7]. Пресс разделяет ММО в потоке по категориям качества с выделением до 37,7 % (низкое давление), близкого к качеству фарша ручной обвалки, и до 35 % сырья (высокого) и поэтому нет объективных причин для запрета или снижения сортности высококачественного ММО. Как видно из табл. 1, давление сепарации в прессах разное и разная микроструктура получаемого ММО.

Кроме отечественного, используется в промышленности и импортное оборудование: фирм Lima и АМ2С (Франция), POSS (Канада) и др. (табл. 2). Различают сепараторы, мясообвальщики, мясообвальщики-сепараторы, жиловщики, имеющие ряд принципиальных отличий в конструкции, принципах работы и исполняемых функциях, влияющих по разному на качество ММО.

Таблица 2. Технические характеристики импортных прессов механической обвалки
Таблица 2. Технические характеристики импортных прессов механической обвалки
(нажмите н таблицу, что бы увеличить)

Для механической обвалки мяса птицы фирма Lima выпускает
четыре типа разного оборудования [8], для получения:

  1. мясной массы мелкой дисперсности (сепараторы серии S);
  2. мясной массы крупной дисперсности (мясообвальщики серии D);
  3. ММО средней дисперсности (мясообвальщик-сепаратор серии DS);
  4. мяса жилованного (жиловщики серии DD).

Различие между сепараторами и мясообвальщиками заключается в разных конструкциях их рабочих трактов и в конструкции сепарирующих втулок, имеющих разные размеры отверстий и их расположение. Конструкция питающего и обвалочного шнеков мясообвальщиков серии D и DS (по сравнению с сепараторами серии S) характеризуется другим соотношением их диаметров, шагом нарезки спиралей, что позволяет говорить о другой конструкции сепарирующего узла.

В мясообвальщиках серии D используются перфорированные втулки с диаметром отверстий 3 мм, расположенные в ряд из семи отверстий по винтовой линии. Давление сепарации в мясообвальщиках низкое – 0,4–0,8 МПа, а дисперсность мяса – 3,0–4,0 мм. Сепарирующие втулки мясообвальщиков серии DS имеют щелевые отверстия, расположенные по вышеуказанной схеме.

В сепараторах серии S для обвалки мяса используется щелевая втулка с размером щелей 0,5 × 20 мм. Мясообвальщики предназначены для обвалки сырья (тушек птицы, рыбы и их частей) с выделением при низких давлениях наиболее нежной/ ценной фракции мяса в количестве 30 % сырья. Полученную на выходе оставшуюся массу направляют в другую машину (сепаратор) для дальнейшей дообвалки при более высоких давлениях – прессования. Таким образом, мясообвальщик серии D должен работать в связке с сепаратором серии S, облегчая работу последнего и обеспечивая более высокий процент выхода мясной массы. Впрочем, такой тандем не исключает отдельного применения машин для механической обвалки мяса птицы и рыбы в зависимости от вида сырья.

На мясобвальщиках серии D и DS выход обваленного мяса, рекомендуемый фирмой для одностадийной работы, составляет от 20 до 70 % в зависимости от вида сырья. Если рассматривать в качестве сырья тушки, то использовать для их обвалки только одну машину (мясообвальщик серии D) нецелесообразно, так как ММО, полученное путем сепарирования сырья под давлением через решетку с отверстиями 3 мм и выходом 70 %, будет браковаться из-за наличия крупных костных включений. Можно получить лишь около 30 % высококачественной продукции, а остальное сырье следует направлять в другую установку (сепаратор серии S), с рекомендуемым фирмой выходом около 60 %. Таким образом, из 100 кг сырья на первой машине можно получить 30 кг качественной структурированной массы (30 %) и на второй – 42 кг мелкоизмельченной массы (60 % от 70 кг), то есть 72 кг (72 %). Массовая доля кальция в ММО при этом составила: на мясообвальщике – до 0,12 %; на сепараторе – от 0,26 до 0,43 % (данные представлены предприятиями).

Если же говорить об одном цикле обвалки мяса птицы на мясообвальщике- сепараторе серии DS, то работать в один цикл возможно, но структурированное ММО получить на щелевой втулке невозможно. Сепаратор серии S, по данным фирмы, может быть использован для одностадийной работы, но на выходе будет получена тонкоизмельченная паста с дисперсностью 80–100 мкм.

Таким образом, получить качественное ММО и его высокий выход возможно, только используя одновременно две установки (мясообвальщик и сепаратор). Использование одной машины (мясообвальщика серии DS или сепаратора серии S) для полной обвалки возможно, но с обеспечением тонкого измельчения на первой машине и пастообразного – на второй.

Аналогичная схема механической обвалки используется и в оборудовании другой фирмы – АМ2С (Франция) [9], на котором предусмотрено две стадии процесса:

  • первая стадия – обвалка механическим способом под низким давлением (щадящая) с использованием шнековых прессов серии SD;
  • вторая стадия – дообвалка механическим способом под высоким давлением с использованием прессов серии SM.

Шнековые прессы низкого давления (SD) предназначены для выработки высококачественного мяса с размером частиц 3 мм. Сепарирующий фильтр – перфорированная втулка с диаметром отверстий 3 мм (для обвалки мяса птицы). Рекомендуемый выход продукции – 35–45 %; массовая доля кальция – до 0,05 %.

Шнековые прессы высокого давления (SМ) со щелевой втулкой предназначены для механической дообвалки целых тушек, каркасов и частей тушек птицы. Рекомендуемый выход мясной массы на этом прессе: для целых тушек птицы –75 %, шей – 68 %, грудных и позвоночных костей – 60 %; массовая доля кальция – до 0,1 %.

Общий выход продукции при использовании обвалки в две стадии
(по данным фирмы):

  • шеи птицы:
    • первая стадия – 40 % от 100 кг (40 кг);
    • вторая стадия – 68 % от оставшихся 60 кг (40,8 кг или 40,8 %).
      Итого – 80,8 %;
  • грудные и тазовые кости:
    • первая стадия – 40 % от 100 (40 кг);
    • вторая стадия – 60 % от оставшихся 60 кг (36 кг или 36 %).
      Итого – 76 кг (76 %).

К сожалению, отсутствуют данные по гигиенической безопасности продукции, полученной в две стадии, поэтому подтверждать рекомендуемые нормы выхода без дополнительных исследований нельзя. Вызывают сомнение данные выхода ММО, рекомендуемые при дообвалке. При выходе 80,8 % не будет обеспечена гигиеническая безопасность продукции, а продукция будет забракована из-за несоответствия нормативным требованиям [10]. При размерах щелевой втулки 0,5 × 20 мм и расположении ее перпендикулярно движению сырья вырабатываемое ММО имеет структуру пасты, а при расположении этих щелей вдоль оси движения сырья – форма «пластин» или «ленты» (так называемая щелевая втулка барракуда фирмы АМ2С) [9].

Рассмотрим и принципиально другие способы механической обвалки мяса птицы.

Гидравлические установки периодического действия (жесткая сепарация)

Обвалка сырья здесь происходит в замкнутом объеме (камере) при очень высоких давлениях – от 20 до 50 МПа. При этом фильтрация жидкой фазы (мяса) осуществляется дважды: через толстый слой мясокостного сырья и далее через отверстия в кольцевых насадках, а костный остаток брикетом выбрасывается после каждого цикла сжатия. Специально спроектированная система фильтров состоит из наложенных друг на друга колец в цилиндрической стенке, концентрических колец на гидравлическом домкрате и створке для костей. Размер отверстий в кольцевых насадках – 0,01– 0,02 мм. Полученное ММО имеет тонкоизмельченную, пастообразную структуру дисперсностью до 50– 60 мкм и характеризуется низким значением содержания кальция (0,01–0,02 %) с содержанием жира до 30 %. Вследствие очень высокого давления в нем обнаруживаются костные включения размером свыше 1,5 мм (предельно-допустимый размер костей– 0,75 мм). Мясная масса из разных патрубков имеет разное качество, и лучшее – из колец цилиндрической стенки.

Барабан с гибкой лентой

Барабаны с гибкой лентой фирм Baader и Sepomatic (Германия) предназначены для дожиловки мяса и повышения его сортности [11]. Они имеют специально созданную для этих целей конструкцию в виде барабана, к которому прижимается лента, подающая сырье (без кожи), благодаря чему мясо очищается от жилок, сухожилий и пленок и повышается его сортность. В пространстве между лентой и барабаном на материал воздействует определенное давление (до 5 МПа), при этом мягкие части через отверстия проникают во внутреннюю полость барабана, а жесткие (кости и хрящи) остаются на наружной поверхности барабана и снимаются с него при помощи скребка. Давление, с которым лента прижимается к барабану, регулируется и устанавливается в зависимости от желаемых качества (уровень кальция, размеры костных включений) и выхода МПМО. Однако, фирмы рекомендуют эти установки использовать и для обвалки и дообвалки костей птицы: в одну стадию при давлении 4,5–5,0 МПа (барабан с диаметром отверстий 1,0 и 1,3) дисперсностью полученного М М О 160–200мкм, а для двух стадийного – давление до 2МПа (барабан с отверстиями 3–5 мм) и дисперсностью полученного ММО – свыше 4,0 мм, а дообвалку остатков сырья производить на шнековой установке.

По данным фирмы, в зависимости от качества исходного материала при максимальном давлении прижима – 0,5 МПа в одну стадию можно достигнуть выхода остаточного мяса до 73 %. На практике же применяют меньшее давление и получают мясо первого сорта с выходом до 50 %. Оставшийся материал можно сепарировать вторично при более высоком давлении, при этом получить еще до 30 % мяса качеством ниже. Полученные автором данные по безопасности ММО показали, что количество костных включений в ММО не превышает нормативного значения (0,6 %), однако анализ фракционного состава обнаружил наличие косточек размером свыше 750 мкм в количестве 1,3–2,1 %, имеющих средний размер 1034,0–1182,4 мкм, что по действующему межгосударственному стандарту Таможенного союза уже недопустимо [10].

Следовательно, при одностадийной работе на установке Baader-699 получить качественный продукт при выходе свыше 58,1 % (шеи) и 70–72 % (тушки) невозможно, а необходимо использовать работу в две стадии с обеспечением разного давления сепарации на каждой стадии обвалки.

Таким образом, анализ работы отечественной и передовой зарубежной техники показывает, что производители оборудования совершенствуют ее в направлении выделения более ценной и менее ценной части. Эта цель успешно достигается при использовании для обвалки двух разных машин одновременно (фирм Lima и АМ2С) или одной машины (Baader-699 или ДМР-45) в две стадии или одного пресса У-800. Это позволяет выделить из сырья ценную часть, полученную при низком давлении (выход 30–35 %), и менее ценную, полученную при высоком давлении, что позволит более эффективно использовать сырье в колбасном производстве.

Отечественный пресс нового поколения У-800 не только конкурентоспособен, но даже имеет некоторые преимущества перед зарубежными аналогами, что позволяет ему выдержать конкуренцию в России и за рубежом.

Приведенные в статье данные показывают, что конкуренцию в области производства ММО и продуктов с его использованием смогут выдержать лишь те производители, которые смогут предложить продукцию лучшего качества с более низкой себестоимостью, что возможно главным образом при наличии конкурентоспособной техники.

Литература

  1. Бобылёва Г.А. Итоги работы птицеводческой отрасли России и задачи на будущее // Птица и птицепродукты. – 2018. – № 2. – С. 4–6.
  2. ГОСТ Р 52313-2005. Птицеперерабатывающая промышленность. Продукты пищевые. Термины и определения. Дата введения 2006-01-01. – Москва : Изд-во стандартов, 2005. – 9 с.
  3. Регламенты (ЕС) № 853/2004 и № 2074/2005. Экспертное заключение по санитарно-гигиеническим рискам, связанным с мясом механической обвалки – свининой и домашней птицей / Комитет по биологическим угрозам (BIOHAZ). – Европейское управление безопасности продуктов питания (EFSA), Парма, Италия.
  4. Браншайд В., Трегер К. Производство мяса птицы механической обвалки и дообвалки // Fleischwirtschaft International Россия. – 2012. – № 1. – С. 46–54.
  5. Branscheld W. , Troeger K . Mechanirecovery of Meat and Residual Meat in Poultry // Fleischwirtschsaft International. – 2015. – № 5. – S. 60–67.
  6. Instrucao Normative № 4, de 31 de marco de 2000. Regulamento Tecnico Para Fixacao de Identidade e Qualidad.
  7. Пат. 2541406 РФ.МПК А22С17/04 Спо- соб производства мяса механической обвалки разного качества и устройст- во для его осуществления / В.М. Ма- зур, В.А. Абалдова. – № 2013141272/13; заяв. 10.09.2013; опубл. 10.02.2015; бюл. № 8. – 2 с.
  8. Рекламные проспекты фирмы Lima (Франция), 2019.
  9. Рекламные проспекты фирмы AM2C (Франция), 2019.
  10. ГОСТ 31490-2012. Мясо птицы меха- нической обвалки. Технические усло- вия. Введен 2013-07-01. – Москва : Стан- дартинформ, 2014. – 12 с.
  11. Рекламный проспект фирмы BAADER (Германия), 2019.