Характерной особенностью сухих способов тепловой обработки продуктов является ведение процесса при незначительном парциальном давлении пара в среде нагрева. В результате продукты приобретают специфический запах и аромат жареных, копченых или запеченных с золотистой корочкой. К этим способам относят жаренье, запекание, копчение, сушку сухарей, макаронных изделий, крахмала, овощей, фруктов, выпечку хлеба и другое.
Тепловую обработку такими способами, как правило, осуществляют при высоких температурах (от 150 до 200°С), в результате в поверхностном слое продукта протекают сложные реакции, при которых развиваются характерные вкус и аромат продукта. В этих реакциях участвуют белки, аминокислоты, жиры и сахара и происходит изменение цвета поверхностного слоя.
Сухие способы тепловой обработки применяют для приготовления продуктов из сырья с небольшим содержанием соединительной ткани и клетчатки. Эти способы, как и влажные, имеют разновидности, связанные с видом обрабатываемого продукта.
Жаренье. Жаренью подвергают картофель, мясные и рыбные кулинарные изделия, некоторые виды колбас, буженину и другие. Его осуществляют с использованием различных приемов.
Прием 1 — в небольшом количестве жира, погружением в жир, а также излучением от нагретых поверхностей.
Продукт помещают на противень с жиром, нагретым до температуры 150—180°С, соотношение продукта и жира 1:0,1/0,2. Поверхность изделия при этом способе быстро обезвоживается и покрывается золотистой корочкой. Его используют для жаренья мяса животных и птицы до полной готовности или полуготовности (обжаривание). Продолжительность тепловой обработки 15—45 мин. Передача тепла к внутренним слоям продукта происходит за счет теплопроводности.
Прием 2 — погружением продукта в жарочную ванну с жиром, нагретым до температуры 130—190°С, что обуславливает образование корочки по всей его поверхности. Таким образом жарят мясо животных, птицы, мучные изделия до полной готовности.
Прием 3 состоит в том, что политый жиром продукт помещают в камеру жарочного шкафа и нагрев его производится в основном за счет излучения (на 80—85%) от нагретых поверхностей камеры и частично благодаря теплопроводности горячего пода и конвекции воздуха. Данный способ применяют, например, для жаренья мяса водоплавающей птицы, выпечки хлеба.
Применяют также комбинированное жаренье, когда используются одновременно несколько способов передачи тепла (например, конвекция и непосредственное воздействие тепловых лучей; конвекция и контакт и так далее).
При производстве кулинарных изделий применяют два способа жаренья: при двух различных температурах и при постоянной температуре.
Способ жаренья при двух различных температурах заключается в следующем. Например, мясо обжаривают в течение 20 мин при 260°С, затем жарят при 125°С (мясо с костями) и при 150°С (мясо без костей) в течение времени, необходимого для достижения требуемой температуры в центре куска. Высокая температура при обжаривании необходима для получения аромата, вкуса и приобретения поверхностью золотистого цвета. А так как этот процесс сопровождается потерей значительного количества воды верхними слоями мяса, то стремятся к быстрейшему завершению, что достигается с помощью интенсивного потока тепловых лучей, направленных от свода печи.
После окончания обжарки мясо продолжают обрабатывать при более низкой температуре, для чего понижают температуру в печи или переносят мясо в другую печь. Последнее выгоднее, так как сокращает расход электроэнергии.
Способ жаренья при постоянной температуре (примерно 150°С) проще других, так как температура жаренья ниже, жир не разбрызгивается. Обработка этим способом обеспечивает получение продукта с однородной структурой, хорошего качества, но золотисто-коричневая корочка при этом не образуется.
Продолжительность процесса зависит от вида сырья, размера кусков и требуемой готовности. В среднем длительность жаренья при 150°С до температуры в центре куска мяса 70°С — 50—55 мин/кг.
Запекание. В отличие от других способов тепловой обработки при запекании изделий нагрев ведут продуктами сгорания газа или горячим воздухом. При этом передача тепла продуктам осуществляется конвекцией, излучением и распространяется оно внутрь за счет теплопроводности. Поэтому под запеканием следует понимать тепловую обработку горячим воздухом (продуктами сгорания газа) в коптильных камерах, ротационных печах или в электрических шкафах. По сравнению с варкой в воде при этом способе потери сока и жира ниже, выход готовых продуктов выше, они обладают лучшим вкусом и ароматом и имеют более нежную консистенцию. Осуществляют запекание при температурах в диапазоне от 80 до 280°С
Процесс может быть интенсифицирован путем повышения температуры греющей среды, однако поддержание температуры выше 120°С в течение всего процесса приводит к снижению качества и выхода запеченных изделий. Эти показатели могут быть улучшены путем использования покрытий и применения ступенчатого режима запекания. Установлено, что запекание мясопродуктов в поле ИК-излучения целесообразно осуществлять по трехступенчатому режиму: первая ступень — при интенсивности потока 6,0 • 103Вт/м2 для получения корочки запекания (обработка жировой ткани — 2—8 мин, мышечной — 3—12 мин); вторая — 3,6 * 103 Вт/м2 и температуре 65—67°С; третья —- выдержка при 1,0 * 103 Вт/м2 и температуре воздуха 110— 120°С до температуры в центре продукта 75—76°С.
Запекание применяют при производстве кулинарных изделий, колбас, мясных хлебов, соленых мясных и рыбных продуктов и прочего. \
Копчение. Под копчением обычно подразумевают обработку поверхности пищевых продуктов веществами, содержащимися в коптильном дыме, который получают при неполном сгорании дров или опилок. Основное назначение такой обработки — придание продуктам специфических вкуса и аромата и повышение их стойкости при последующем хранении. Копчение можно рассматривать в известной мере как химический способ обработки продукта, качество которого зависит от химического состава коптильной среды — древесного дыма при традиционных способах копчения, от коптильных препаратов при бездымном копчении.
Известно, что дым представляет собой аэрозоль, состоящий из твердых частиц, взвешенных в паре. Эти твердые частицы состоят главным образом из смол и играют второстепенную роль в сообщении продукту специфического привкуса, а первостепенная роль принадлежит паровой фазе, содержащей кислоты, альдегиды и фенольные соединения и обладающие бактерицидными свойствами, присущими древесному дыму. Кроме того, в состав дыма входят канцерогенные полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), из которых наиболее активным является
3,4-бензпирен. Содержание его в копченых изделиях колеблется от следов до 50 мг на 1 кг. Исследования показали перспективность применения искусственных оболочек для задержания этих веществ. Известно, что концентрация 3,4~бензпирена в полукопченой колбасе в естественной оболочке в 5 раз больше, чем в оболочке из белкового сырья, и в 9—10 раз больше, чем в целлюлозной.
При достаточной влажности коптильного дыма целлюлозная оболочка проницаема для паровой фазы, содержащей коптильные вещества, однако при подсыхании она теряет проницаемость. Поэтому при копчении продуктов важное значение имеет обеспечение наиболее благоприятной влажности в камере. Если она слишком высокая, то проницаемость целлюлозы не увеличивается, но цвет изделий может ухудшиться. Установлено, что наиболее благоприятной при копчении является влажность 25—40%.
В зависимости от температуры, при которой ведется процесс, различают два вида копчения: горячее и холодное (для мясопродуктов).
Горячее копчение. Горячее копчение при температуре 35—50°С в течение 12—24 ч применяют при производстве полукопченых колбас (копчение после варки). Первичное копчение (обжарка) варено-копченых колбас осуществляют
при температуре 70—80°С в течение 1—2 ч, вторичное, после их варки и охлаждения, — при температуре 30— 35°С в течение 48 ч, а при 40—55°С — 24 ч. При горячем копчении в течение достаточно длительного времени в тканях сырых продуктов с заметной скоростью происходят ферментативные изменения, которые существенным образом влияют на органолептические свойства продукта. В результате этих изменений изделие становится пригодным в пищу без дополнительной кулинарной обработки.
В некоторых случаях собственно копчение органически объединяется с термической обработкой изделий — запеканием. При копчении продуктов относительную влажность дымовоздушной смеси целесообразно поддерживать на уровне 40—45%, чтобы одновременно осуществлялась их сушка.
Холодное копчение при температуре 18—22°С в течение 2—3 суток применяют при изготовлении сырокопченых колбас и копчёностей в целях увеличения выпуска копченых изделий (колбас) без снижения их качества. Копчение можно осуществлять в течение 20—22 ч при температуре 26—28"С.
Сушка. Сушкой называют процесс удаления из материала любой жидкости, в результате чего в нем увеличивается доля сухих веществ. Учитывая, что при этом удаляют главным образом воду, под сушкой понимают процесс обезвоживания. Это сложный технологический процесс, который часто является решающим этапом производства. Принципы и методы обезвоживания различны; по энергетическому признаку А.С. Гинзбург выделяет среди них два основных: 1) удаление влаги без изменения ее арегатного состояния, в виде жидкости; 2) с изменением его, то есть при фазном превращении жидкости (льда) в пар. В первом случае обезвоживание может быть осуществлено механическим способом (прессование, центрифугирование, фильтрование); во втором — сушка связана с затратами тепла на фазовое превращение влаги. В большинстве случаев это тепло сообщается материалу извне одним из известных способов: кондукцией, конвекцией, радиацией при прогреве материала от поверхности внутрь или за счет электромагнитной энергии токов высокой (сверхвысокой) частоты. Такая сушка называется тепловой.
Основные процессы тепловой сушки — перенос энергии и перевод в результате этого влаги продуктов в парообразное состояние. Методы сушки по способу передачи тепла материалу подразделяются на конвективные, кондуктивные и сушку под воздействием энергетических полей.
При конвективной сушке источником энергии может служить нагретый газ (воздух, продукты сгорания топлива, газовоздушная смесь, перегретый пар, инертный газ — азот), омывающий влажный материал (продукт) в самых разнообразных условиях; при кондуктивной — последний прижат к нагретым плитам, вальцам, цилиндрам. |
Сушка под воздействием электромагнитных полей, в свою очередь, подразделяется на: а) терморадиационную (инфракрасными лучами) и б) в электромагнитном поле сверхвысоких частот. В первом случае источником энергии служат ИК-излучатели, нагретые до высокой температуры (темные — до 750—950°С; светлые — до 1950—2250°С). При сушке сырья в электромагнитном Поле СВЧ источником энергии служат генераторы (магнетроны, клистроны), работающие на частоте 430, 915, 2375, 2450 МГц.
Кроме отмеченных, в технике могут быть использованы комбинированные методы с применением различных источников тепла. Тепловая сушка твердых материалов обычно осуществляется путем испарения влаги на внешней поверхности тела и с углублением поверхности испарения тела. При сушке в электромагнитном поле сверхвысокой частоты происходит выпаривание воды из массы продукта.
При производстве сухарей хлеб режут на ломтики 20— 25 м, укладывают на металлические листы и сушат в течение 7—8 ч в туннельных сушилках теплым воздухом, подогретым в калориферах. Сдобные сухари сушат в хлебопекарных печах при температуре 165—220°С в течение 12— 35 мин. При этом влажность снижается до 8—12%.
При производстве макаронных изделий процесс сушки осуществляется в два этапа: на первом при постоянной ско рости, сушки происходит более быстрое удаление влаги, связанной крахмалом. На втором — при убывающей скорости сушки происходит медленное обезвоживание белков. Сушат макаронное тесто до влажности 13,5—14%.
В зависимости от сушильной способности воздуха для макаронных изделий применяют следующие режимы: трехстадийный, или пульсирующий, режим сушки воздухом с постоянной или изменяющейся сушильной способностью и сушка с предварительной термообработкой сырых изделий.
Трехстадийный режим сушки состоит из следующих этапов: предварительная сушка, отволаживание и окончательная сушка. Предварительная сушка длится от 30 до 120 мин. В этот период испаряется от 1/3 до 1/2 влаги, которую необходимо удалить из изделия. Тесто после предварительной сушки, должно иметь влажность не менее 20%. Отволаживание осуществляется для размягчения корочки обдувом горячего воздуха с относительной влажностью 90— 100 %.
Окончательная сушка ведется при мягких режимах.
Сушка сахара-песка осуществляется в двухбарабанной конвективной установке, состоящей из двух вращающихся барабанов. В первый сушильный барабан вентилятором подается горячий воздух. Во второй — очищенный холодный воздух для охлаждения сахара-песка.
Сушку крахмала ведут в сушилках различных систем, используя в качестве теплоносителя подогретый воздух. Сушка в пневматических сушилках осуществляется при такой скорости движения смеси крахмала, чтобы обеспечить практически мгновенное высушивание продукта. Температура теплоносителя перед входом в сушилку — 150°С и выше.
Сушку мармелада ведут после его выстойки и обсыпки со всех сторон сахарным песком. Мармелад, приготовленный на агароиде, высушивается при 38—40°С, а на агаре — при 50—55°С. Длительность сушки 6—8 ч.
Сушка пастильной массы. Пастильную массу (пласт) после разрезания на бруски размером 70x21x20 мм направ-лягот на сушку. Сушку ведут в две стадии с различным режимом.
Температура воздуха на первой стадии 40—45°С, относительная влажность воздуха 40—45%, продолжительность
2,5—-3,2 ч. Вторая стадия длится 2 ч при температуре 50— 55°С и относительной влажности 20—25%.
Сушка плодов и овощей. При производстве сушеных плодов и овощей их сушку производят в аппаратах различного типа. Для каждого вида сырья устанавливается свой режим.
Вытопку жира сухим способом осуществляют в установках непрерывного и периодического действия с использованием глухого пара. В установке непрерывного действия “Ленинград” разрушение жирового сырья (плавление жира) осуществляется под высоким давлением в тонком слое. В установке “Шарплес” вытопку жира производят по двум режимам: при температуре 45—50°С и при 65—70°С.
В установках периодического действия (открытые котлы) вытопку жира производят с использованием глухого пара в две стадии: на первой измельченное сырье нагревают до 65—75°С, а на второй — массу нагревают до температуры 80—9 0“С. Высшие сорта говяжьего, бараньего и свиного жиров производят при открытой крышке автоклава при температуре 65—80°С в течение 1,5 ч; все виды жиров первого сорта, сборный и свиной высшего сорта вытапливают при закрытой крышке при температуре 120°С в течение 3 ч.