DD238719A1

DD238719A1 - Verfahren zur bestimmung des optimalen auskutterungsgrades von fleischmassen (braeten)

Info

Publication number: DD238719A1
Application number: DD27799385A
Authority: DD
Inventors: Peter Oelker; Dieter Oelker
Original assignee: Suhl Elektrogeraete Veb K
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1985-07-01
Publication date: 1986-09-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des optimalen Auskutterungsgrades von Fleischmassen zur Herstellung von Bruehwurstwaren, Pasteten, pastetenartigen Zwischenerzeugnissen und Formfleisch im Schneidmischer (Kutter) auf der Grundlage eines bekannten elektrischen Leitfaehigkeitsverfahrens nach dem Konstantwechselstromprinzip. Erfindungsgemaess wird die zeitliche Veraenderung der vom Ultrastrukturaufbau und Wasserbindungszustand der Fleischmasse abhaengigen Messspannung Ux kontinuierlich unter der Bedingung gemessen, dass die konstante Speisestromstaerke nicht so gross ist, dass eine eiweissdenaturierende und/oder ultrastrukturbeeintraechtigende Wirkung stattfindet. Sie betraegt 0,01 bis 0,5 mA, vorzugsweise 0,05 bis 0,2 mA. Unter dieser erfindungsgemaessen Voraussetzung ist der optimale Auskutterungsgrad dann erreicht, wenn das Maximum der Funktion Uxf(t), wobei Ux die Messspannung ist, um einen kleinen, regelungstechnisch notwendigen Betrag unterschritten wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des optimalen Auskutterungsgrades von Fleischmassen im Schneidmischer (Kutter) bei laufendem Betrieb.

Charakteristik der bekannten Lösungen

Zur kontinuierlichen Bestimmung des optimalen Auskutterungsgrades von Fleischmassen aus Fleisch, Fettgewebe, Wasser, Salzen und anderen gebräuchlichen Zusatzstoffen zur Herstellung von z. B. Brühwurstwaren sind verschiedene Verfahren bekannt geworden. Allen bekannten Verfahren gemeinsam ist, daß ein von der entstehenden Fleischmasse ausgehendes meßbares Signal der Stoffwandlung bestimmt, in elektrische Signale umgewandelt, verstärkt und danach zur Prozeßsteuerung verwendet wird.

Alle bekannten Verfahren messen die zeitliche Veränderung von Theologischen Größen der im Kutter entstehenden Fleischmasse.

An erster Stelle stehen zwei Verfahren zur Bestimmung des Viskositätsmaximums von Fleischmassen beim Kuttern. Grundlage dieser Verfahren ist die Beobachtung, daß der Auskutterungsgrad von z. B. Brühwurstbräten und der Viskosität korreliert. Unter optimalem Auskutterungsgrad wird hier die zeitliche Übereinstimmung der Ausbildung eines augenscheinlich feinen Zerkleinerungs- bzw. Dispersionsgrades und des bisher nur diskontinuierlich bestimmbaren Wasserbindungsmaximums nach der Filterpreßmethode von Grau und Hamm verstanden.

Die zeitliche Viskositätsänderung wird bei dem einen Verfahren durch das Dreh- und beim anderen durch das Biegemoment an einer in die Fleischmasse eintauchenden Kugel-Stab-Vorrichtung bestimmt. Beide Momente setzen sich aus dem konstanten Moment der Strömungskraft der Fleischmasse und dem variablen Reibungskraftmoment zusammen.

Ein drittes Verfahren unterscheidet sich von den vorher genannten dadurch, daß anstelle der Kugel eine dünne Stange in die Fleischmasse eintaucht, die mit einem Biegeelement bzw. Biegeplatte verbunden ist. Der Biegegrad wird in Abhängigkeit der Brätviskosität gemessen und in bekannter Weise in elektrische Signale umgewandelt.

Schließlich ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem die veränderlichen Kohäsions- und Adhäsionseigenschaften der Brätoberfläche kontinuierlich bestimmt werden. Hierzu ist ein schlittenartiger Gleitkörper entwickelt worden, der einen Spulenkern trägt und auf die Brätoberfläche gesetzt wird. Der Gleitkörper ist gegen eine feststehende Spule deratig beweglich, daß die Änderung der Induktivität der Spule als Steuergröße Anwendung finden kann. Der Gleitkörper kann zur Verhinderung der Fettanhaftung vorgewärmt werden.

Alle bekannten Verfahren zur Bestimmung des optimalen Auskutterungsgrades von Fleischmassen besitzen den Nachteil, daß die gemessenen Theologischen Größen Klebrigkeit, Viskosität, Adhäsion und Kohäsion Stoffwandlungsgrößen darstellen, die nur Folgegrößen der sich primär aufbauenden Ultrastruktur der Fleischmassen und des sich dabei verändernden Wasserbindungszustandes in den entstehenden Fleischmassen sind. Dies wirkt sich nachteilig auf die Meßdatengewinnung aus, weil gefunden wurde, daß das Maximum der Wasserbindung, gemessen als Garverlust der Fleischmasse, mit dem Maximum der Theologischen Größen zeitlich nicht übereinstimmt.

Die ersten drei Verfahren besitzen darüber hinaus den Nachteil, daß ihre Meßfühler durch Sehnen- und Fettablagerungen so verändert werden, daß die Meßwerte mit zunehmender Kutterdauer verfälscht werden.

Das zuletzt genannt Verfahren besitzt den Nachteil, daß zur Verhinderung eines Fettbesatzes an der Gleitkörperoberfläche eine Heizvorrichtung für eine Temperierung des Gleitkörpers in Nähe des Fettschmelzpunktes erforderlich wird. Die Fettschmelztemperatur liegt aber bereits im Thermodenaturationsbereich der Eiweiße, die für die Wasserbindung verantwortlich sind. Hierdurch kann bei diesem Verfahren eine erhebliche Meßwertverfälschung auftreten.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Ausbildung des optimalen Auskutterungsgrades von Fleischmassen z. B. zur Brühwurstherstellung auf der Grundlage der in den entstehenden Fleischmassen primär stattfindenden Stoffwandlungsprozesse messend zu verfolgen und beim Erreichen eines charakteristischen Meßwertbereiches Steuersignale zur gezielten Beeinflussung des Schneid-Mischprozesses zu gewinnen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Auskutterungsgrad von Fleischmassen zur Herstellung von Brühwurstwaren, Pasteten, pastetenartigen Zwischenerzeugnissen sowie Formfleisch als zeitliche Veränderung des Wasserbindungszustandes kontinuierlich zu messen, wobei es darauf ankommt, daß die anzuwendende Meßmethode keinen negativen Einfluß auf den physikalisch-chemischen Zustand der Proteine und auf den Strukturbildungsprozeß der Fleischmasse ausübt. Ferner sollen die entstehenden Meßwerte direkt als elektrische Signale gewonnen werden, so daß diese unmittelbar in einer Informationsverarbeitungseinheit zur Steuerung des Schneid-Mischprozesses verwendet werden können. Die zeitliche Veränderung des Wasserbindungszustandes läßt sich prinzipiell durch ein bekanntes elektrisches Leitfähigkeitsmeßverfahren kontinuierlich bestimmen, wobei die Meßwerte direkt als elektrische Signale entstehen. Da der Bindungszustand des Wassers in den Fleischmassen vom physikalisch-chemischen Zustand der Proteine und von den Strukturbildungsvorgängen in der Fleischmasse abhängig ist, waren umfangreiche Laboruntersuchungen notwendig, um ein bekanntes elektrisches Leitfähigkeitsmeßverfahren für den neuen Anwendungszweck anzupassen. Es wurde gefunden, daß die Stromstärke verfahrensbestimmende Bedeutung besitzt. Daher kann von den bekannten elektrischen Leitfähigkeitsverfahren nur das Konstantwechselstromverfahren zur Anwendung kommen. Bei diesem Verfahren wird ein konstanter Wechselstrom in die Fleischmasse eingespeist und eine von der sich beim Kuttern ändernden Masseimpedanz abhängige Meßspannung U_x abgegriffen. Die verfahrensbestimmende Bedeutung der Speisestromstärke läßt sich folgendermaßen erklären: Elektronenoptische Untersuchungen von Brühwurstgrundbräten erbrachten, daß beim Kuttern das Muskelgewebe bis in die Strukturebene der Myofilamente bzw. Myofilamentfragmente aufgefasert wird. Diese bilden je nach der Größe ihres peripheren elektrostatischen Ladungsmusters ein mehr oder weniger dichtes Raumgitterwerk, in dessen Zwischenräumen die dipolartig geladenen Wassermoleküle immobilisiert werden. Die Größe des peripheren Ladungsmusters der Myofilamentfragmente ist von prä- und postmortalen sowie technologischen Denaturationsfaktoren abhängig, z. B. vom Grad eines erlittenen PSE-Syndroms der Schlachttiere, vom Reifegrad des Produktionsfleisches oder von den Punkterwärmungen der Brätteilchen im Kutter im Bereich der Prandl'schen Grenzschichten der rotierenden Messer. Denaturierend wirkt auf Eiweiße bekanntlich auch elektrischer Strom. Dabei darf angenommen werden, daß ein Speisestrom mit um so geringeren Stromstärken auf die myofilamentären Eiweiße denaturierend wirkt, je stärker diese durch vorangegangene Ereignisse andenaturiert worden sind.

Noch empfindlicher gegenüber einer zu hohen Speisestromstärke erweist sich der Immobilisationsmechanismus des Wassers und der im Wasser enthaltenen Ionen. Innerhalb des myofilamentären Strukturates besteht offenbar für die dipolartigen Wassermoleküle nicht nur die bekannte Möglichkeit, monopolar als Hydrathülle an die Trägerfilamente gebunden oder kapillaradsorptiv zwischen den Myofilamenten festgehalten zu werden, sondern auch durch die Vermittlung zahlreicher hydratisierter Natriumionen bipolar zwischen benachbarten hydratisierten Trägerfilamenten eingebaut zu werden. Der bipolare Bindungsmechanismus erlaubt sowohl einer großen Menge Wasser als auch einer großen Anzahl von Ionen in der Fleischmasse in den elektrostatisch gebundenen Zustand überzugehen. Hierdurch erhalten neben den Myofilamentfragmenten auch zahlreiche Wassermoleküle und Natriumionen eine strukturfestigende Funktion. Eine zu hohe Speisestromstärke kann den beschriebenen Natriumioneneinbau in das Myofilamentstrukturat zumindestens im Bereich der Elektrodenanordnung in Frage stellen bzw. verhindern.

Aus den dargelegten Untersuchungsbefunden folgt, daß die Speisestromstärke nicht so groß gewählt werden darf, daß Proteine denaturiert oder immobilisierte Ionen aus dem Filamentstrukturat herausgerissen und wieder an der Stromleitung beteiligt werden. Erfindungsgemäß muß die Speisestromstärke des in die Fleischmasse einzuspeisenden konstanten Wechselstroms im Bereich von 0,01 mA bis 0,5 mA, vorzugsweise zwischen 0,05 mA bis 0,2 mA liegen.

Da bei fortgesetztem Kuttern die Fleischmasse auf einen erwünschten Feinheitsgrad unvermeidliche Punkterwärmungen der Brätteilchen im Bereich der Prandl-schen Grenzschichten der Kuttermesser auftreten und in den betroffenen Filamentteilchen meistens zur Denaturation der Proteinmoleküle führen, kommt es allmählich zur Entimmobilisierung eines Teils des zuvor mono-und bipolar gebundenen Wassers und von Ionen, was zur Erhöhung der Garverluste beim anschließenden Brühprozeß führt. Die Zeitfunktion der Wasser-und lonenimmobilisation durchläuft folglich ein Maximum. Es wurde gefunden, daß dieses zeitlich indentisch mit dem Maximum der Funktion U_x = f(t) ist. Die zu kutternde Fleischmasse hat folglich zu diesem Zeitpunkt ihren optimalen Auskutterungsgrad erreicht, und der Schneid-Misch-Prozeß muß beendet werden.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auskutterungsgradbestimmung können die unvermeidlichen Masseverluste beim gewerbeüblichen Brühen der Erzeugnisse gegenüber dem praxisüblichen Klebrigkeitstest per Hand bis um zwei Ma.-% gesenkt werden. Das bringt einen hohen materialökonomischen Gewinn in der Produktionsstufe Fleischverarbeitung mitsich

Die Erfindung wird durch folgendes Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Beispiel:

Eine Charge von 100kg Bockwursteinsatzmaterialien soll zu Bockwurstbrät gekuttert werden. Nach dem augenscheinlichen Untermischen des Schüttwassers der Gewürze und sonst üblicher Zusatzstoffe unter die vorgeschroteten Einsatzmaterialien im

Kriechgang der Kutterschüssel und -messer erfolgt das Einschalten des Schnellganges. Mit diesem Schaltvorgang wird auch automatisch die Einspeisung des konstanten Wechselstromes zugeschaltet. Die Einspeisung erfolgt über eine Zweielektrodenanordnung, die von einem Spezialbrätabstreifer getragen wird. Der eingespeiste Konstantwechselstrom ist mäanderförmig und hat eine Stromstärke von 0,05 mA sowie eine Frequenz von 45Hz. Mit dergleichen Elektrodenanordnung erfolgt der kontinuierliche Abgriff der Meßspannung U_x. Diese wird verstärkt und einer Informationsverarbeitungseinheit zugeführt. Wenn die Meßwerte der Funktion U_x = f(t) den Maximalwert um 10% unterschritten haben, wird der Schneid-Mischprozeß automatisch beendet und der Pilzauswerfer zur Entleerung der Kutterschüssel aktiviert. Die Arbeitskraft schaltet nach erfolgter Entleerung den Kutter ab oder beginnt ein neues Arbeitsspiel.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Bestimmung des optimalen Auskutterungsgrades von Fleischmassen zur Herstellung von Brühwurstwaren, Pasteten, pastetenartigen Zwischenerzeugnissen sowie Formfleisch unter Anwendung des bekannten elektrischen Leitfähigkeitsmeßverfahren nach dem Konstantwechselstromprinzip unter Nutzung einer ebenfalls bekannten Informationsverarbeitungseinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Herausbildung des optimalen Auskutterungsgrades als zeitliche Veränderung des Wasserbindungszustandes durch kontinuierliches Messen der Größe U_x des zur Stromleitung befähigten Wassers bei Verwendung eines Kontaktstromes mit der Stromstärke von 0,01 mA bis 0,5 mA, vorzugsweise von 0,05 mA bis 0,2 mA, der nicht eiweißdenaturierend und/oder ultrastrukturbeeinträchtigend wirkt, bestimmt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Unterschreiten des Maximums der Funktion U_x = f(t) um einen kleinen regelungstechnisch notwendigen Betrag die Informationsverarbeitungseinheit die Beendigung des Schneid-Misch-Prozesses herbeiführt.