Преимуществом бездымного копчения перед традиционным является также повышение физиологической ценности приготовленных по новой технологии продуктов, в которых гарантируется отсутствие полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), улучшение санитарно-гигиенических условий производства, охрана окружающей среды от выбросов дыма.
— значительное сокращение длительности процесса копчения, а в некоторых случаях, и полное устранение этого процесса (например, при введении коптильного препарата в фарш в процессе его перемешивания илй куттерования);
— точная и быстрая дозировка необходимых коптильных ингредиентов;
— полная механизация и автоматизация производства многих видов копченых изделий;
— получение копченых продуктов с содержанием ингредиентов направленного действия;
— интенсификация процесса обработки;
— получение однородной по качеству копченой продукции;
— отсутствие в продукте канцерогенных веществ;
— ограничение загрязнения окружающей среды коптильными компонентами.
Широкое внедрение новой технологии копчения в промышленность обусловливает значительный экономический эффект, особенно при использовании отходов древесины или побочных продуктов лесохимических и других производств для приготовления коптильных препаратов.
Примерно с 10-х годов XIX столетия были предприняты первые попытки получения копченых продуктов без непосредственного применения дыма
Однако такие коптильные препараты создавались без знания химизма копчения, они были несовершенными, применение их не давало желаемого эффекта.
Тогда же русский ученый В. Н. Каразин ввел понятие «коптильная жидкость» и впервые в мире приготовив ее, проделал опыты по ее использованию для копчения мяса.
В. Н. Каразин исходил из того, что основным действущим началом древесного дыма при копчении являются не кислотная фракция и не соединения, образующие отстойную смолу, а вещества, составляющие «тончайшее пряное масло», которое можно выделить из коптильной жидкости неоднократной перегонкой.
Схема В. Н. Каразина состояла из следующих операций:
— получение конденсата дыма в змеевике, охлаждаемом холодной водой;
— нейтрализация конденсата дыма углекислым кальцием (фенолы при этом образуют солифеноляты, смолы выпадают в осадок);
— отгонка пряных соединений, которые вместе с водой и образуют коптильную жидкость.
Идеи, высказанные В. Н. Каразиным более 190 лет назад, актуальны и по сей день, так как некоторые авторы при доработке современных способов приготовления коптильных жидкостей используют аналогичные приемы.
Исследование химических и физико-химических аспектов копчения привело к созданию нескольких видов коптильных препаратов и коптильных жидкостей.
В настоящее время практически все, наиболее совершенные, коптильные препараты производят из конденсатов дымов или из продуктов, близких к ним.
Разработка и совершенствование способов изготовления коптильных препаратов из конденсатов дыма осуществляется двумя путями:
— конденсат дыма получают улавливанием компонентов дыма водой и подвергают его различным видам обработки;
— отгон низколетучих компонентов, нейтрализация избытка кислот, удаление тех или иных ингредиентов дыма селектив¬ным экстрагированием или адсорбентами и т. п.;
— изготовление коптильных препаратов и жидкостей на осно¬вании гипотез, возникающих как результат научных разработок и накопления сведений по химизму копчения.
Среди отечественных препаратов наиболее известны ВНИИМП, «Вахтоль», МИНХ (Крылова Н. Н., 1982; Курко В. И., 1984).
Коптильный препарат ВНИИМП представляет собой нейтрализованный, хорошо очищенный путем дистилляции конденсат дыма, получаемый при сжигании твердолистных пород деревьев (опилок, щепы).
Препарат свободен от вредных веществ и избытка балластных соединений, что позволяет его использовать для введения в фарш вареных колбас, сарделек и сосисок, полукопченых, варено-копченых, сырокопченых колбас.
По данным В. Воловинской и др. (1963), Н. Н. Крыловой и др. (1982), в составе коптильного препарата ВНИИМП обнаружено около 50 различных соединений, в том числе 16 карбоксильных соединений, 6 сложных эфиров, 14 фенольных соединений, 7 летучих кислот, 2 спирта и 4 амина.
Препарат имеет плотность 1,002— 1,003 г/см3, общую кислотность в пересчете на уксусную кислоту 0,8—1,2 %. Содержание фенолов (суммарная фракция) 0,12—0,2 %, карбонильных соединений не менее 9 %, метанола не более 0,02— 0,03 %.
На основе препарата ВНИИМП созданы препараты КП-72, КП-74 (Авт. св. СССР № 876078), обеспечивающие требуемое окрашивание копченых изделий.
При производстве коптильных препаратов «Вахтоль» и МИНХ сырьем является «кислая вода», получаемая на энергохимической установке при термическом распаде древесного топлива в топке генератора системы Померанцева.
Соковый пар, образующийся в процессе вытопки, конденсируется в поверхностном теплообменнике, и полученный дистиллят, представляющий собой коптильный препарат «Вахтоль», подается в сборник готовой продукции.
В состав коптильного препарата «Вахтоль» наряду с низкомо¬лекулярными органическими соединениями, преимущественно кислотного характера, входят фенолы, карбонильные соединения, эфиры, соотношение которых между собой примерно одинаково и составляет около 10 % общего количества органических веществ.
Общая кислотность в пересчете на уксусную кислоту составляет 3,0—3,5 %.
Содержание фенолов — не более 0,7 %, карбонильных соединений — 0,5 %.
Основой для получения МИНХ служит оставшаяся после стока наиболее летучих компонентов часть «кислой воды».
Упаренный раствор направляют из выпарного аппарата в сборник-аэратор, где его обрабатывают воздухом в течение нескольких часов, после чего коптильный препарат МИНХ сливают в сборник готовой продукции (Родина Т. Г. и др., 1981; Лапшин И. И., 1973; Крылова Н. Н. и др. 1982; Курко В. И., 1984; Кашникова Л., Хотько Л., 1975; Городинская В. Д. и др., 1981).
Химический состав коптильного препарата МИНХ представлен большим количеством нелетучих с водяным паром веществ и высококипящих соединений.
Среди трех основных групп органических соединений (кислот, фенолов, карбонильных) абсолютно преобладающей является массовая доля первой (Маркина Е. В., Лапшин И. И., 1986). .
Среди коптильных препаратов импортного производства наиболее известны: «Чарсол», «Аромат копчения», БРКД, «Концентрат дыма 8027» и др.
В эфирорастворимой фракции коптильного препарата «Чарсол», разработанного в США, обнаружено около 50 компонентов, среди которых идентифицировано 23 фенольных компонента, 5 производных фурана, 6 органических кислот.
Препарат «Аромат копчения» (Япония) в своем составе содержит умеренное количество фенолов и большой набор карбонильных соединений.
Препарат богат летучими соединениями: фурфуролом, летучими кислотами, сложными эфирами.
Польский коптильный препарат БРКД разработан в двух основных формах: концентрированной и жидкой.
Органическая часть представлена в основном фенолами.
Высокая кислотность препарата (5—15 %) является отрицательным фактором при его использовании.
Коптильный препарат «Концентрат дыма 8027» (Югославия) имеет в своем составе фенол, фурфурол, крезол, метил цикл опентинол, гваякол и его дереваты, ванилин и органические кислоты.
Известны также коптильные препараты «Фюмерсоль», «Фюма- ром» (Франция), «Коптильная жидкость» (Венгрия), коптильный препарат фирмы «Дегуса» (ФРГ) и др.
Путем систематизации сведений о содержании в составе коптильных препаратов отдельных групп органических соединений, наиболее значимых для эффекта копчения, установлено, что количество воды может составлять 11—92 %.
Уровень фенолов находится в пределах 0,2—2,9 %.
Доля органических кислот и карбонильных соединений составляет 2,9—9,5 % и 2,6—4,6 % соответственно.
По мнению большинства исследователей, подобная вариабельность обусловлена в основном способами и условиями получения коптильных препаратов.
В последнее время широкое распространение и признание в производстве вареных и полукопченых колбас получил коптильный ароматизатор «Жидкий дым» АО «Вихревые технологии» (Россия).
И сейчас он считается лучшим коптильным ароматизатором, использующимся в пищевой промышленности.
Коптильные препараты получают в настоящее время в виде водных растворов, смолоподобных густых жидкостей, а также порошков.
Разработаны препараты на жировых носителях.
Немецкая коптильная соль представляет собой поваренную соль, обработанную древесным дымом.
Отечественные препараты МИНХ, «Вахтоль», ВНИРО, французский препарат «Вобеоль», канадская коптильная жидкость и американский препарат «Чарсол» пригодны главным образом для поверхностной обработки продуктов.
Коптильные ароматизаторы предназначены для применения в качестве вкусовых добавок при производстве пищевых продуктов.
Получение польского коптильного препарата, югославского препарата «Конденсат дыма», английского коптильного препарата и некоторых других ароматизаторов основано на выделении из конденсатов дыма фенольных фракций с последующим введением других компонентов дыма.
Фенольная композиция вносит основной вклад в формирование вкусовых свойств копченых продуктов.
Сырьем служат конденсаты дыма, получаемые от специальных пород древесины.
Дорогое сырье и сложности технологических процессов ограничивают объемы производства препаратов преимущественно внутренними потребностями этих стран.
Наибольший интерес для специалистов, работающих в области совершенствования бездымного копчения, должны представлять способы получения коптильных препаратов, основанные на определенных знаниях химических аспектов копчения.
Коптильную жидкость «Чарсол» получают противоточной экстракцией составных частей дыма в колонке, заполненной инертной насадкой.
Температуру воды поддерживают в пределах 21— 49°С.
В этих условиях высоколетучие компоненты водой не поглощаются, но повышается эффективность экстрагирования необходимых соединений, например фенольных.
Кроме того, такие температурные условия способствуют, по мысли автора «Чарсола», полимеризации и конденсации некоторых смолообразующих веществ и относительно реакционных соединений, таких как формальдегид и т. п., облегчая их удаление из коптильного раствора.
Польские авторы разработали следующую технологию изготовления коптильного препарата.
Дубовые (буковые) опилки влажностью 40 % сжигают при 6—10-кратном избытке воздуха, регулируя нагрев опилок и доступ воздуха таким образом, чтобы при образовании дыма не возникало видимого огня.
Для перевода фенолов в солифеноляты дым поглощается щелочным раствором, который подвергают экстрагированию диэтиловым эфиром.
Эфирные экстракты, включающие альдегидные, кислотные, углеводородные и прочие соединения, отбрасывают, а оставшуюся часть обрабатывают углекислым газом для перевода фенолятов в фенолы.
Последующим экстрагированием извлекают фенольную фракцию, отделяют водный слой и отгоняют растворитель, получая в конечном итоге коптильный препарат.
Для практического использования препарат растворяют в нагретом до 60—70°С свином жире (1:50) и вводят в фарш в процессе куттерования.
Японский препарат изготавливают на основе конденсатов дыма, осаждаемого электростатическим путем. Французские препараты «Фюмаром» и «Фюмерсоль» вырабатываются на основе конденсатов дыма.
Для получения коптильного препарата ВНИИМП используют древесину твердолиственных пород.
Необходима тщательная очистка дыма, полученного при неполном сгорании, от балластных составных.
В частности, в целях освобождения исходного дыма от твердых частиц (золы, сажи, нерастворимых смол) его еще в горячем состоянии (200—270°С) пропускают через циклон.
Последующее снижение температуры до 50°С производят в холодильнике типа «труба в трубе».
Препарат ВНИИМП-1 получают путем смешивания отдельных химических соединений, используя при этом накопленные знания об их роли в создании аромата и вкуса копчености.
Для производства коптильных препаратов «Вахтоль» и МИНХ применяют иное исходное сырье и другую технологию по сравнению с коптильным препаратом ВНИИМП.
Их производят на Вахтанском канифольно-экстракционном заводе.
Остающийся после извлечения из щепы необходимых веществ (скипидар, канифоль) материал сжигают на энергетической установке — генераторе системы Померанцева.
Коптильный препарат «Вахтоль» получается при выпаривании водного экстракта водорастворимых веществ при одновременном производстве кубового остатка или препарата МИНХ.
«Вахтоль» содержит в основном легколетучие фракции химических веществ, в том числе фенолы, кислоты и карбонильные соединения.
Основными составляющими фенольной части препарата являются фенол, метилгваякол, гваякол и крезол.
Коптильный препарат МИНХ, используемый в разведенном виде, содержит из фенольных соединений преимущественно производные пирогаллола, сравнительно мало гваякола и почти не содержит одноатомных и других фенолов.
Из карбонильных соединений в препарате нндентифицированы формальдегид, ацетальдегид, пропионовый альдегид, ацетон, н-изомасляный альдегид, низова- лерьяновый альдегид.
Недостатками препарата являются низкое содержание карбонильных соединений и высокое содержание нелетучих веществ.
При нанесении препарата на поверхность рыбы и при последующей тепловой обработке он придает ей интенсивную окраску, но продукт не приобретает достаточного аромата копчения.
Различия в технологии изготовления коптильных препаратов «Вахтоль», МИНХ сказываются и на их химическом составе.
Органическая часть препарата «Вахтоль» состоит из сравнительно низкомолекулярных соединений, среди которых преобладают вещества кислотного характера.
