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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Garen von fleischhaltigem Gargut in einem Gargerät.
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Das Ziel beim Garen von Fleisch ist es, dass das Fleisch eine möglichst zarte Textur erhält. In der Regel wird versucht die Zartheit des Fleisches durch die Auswahl der Kerntemperatur des Gargerätes am Ende des Garprozesses zu beeinflussen. Auch ist es bekannt, Fleisch vor dem Garen reifen zu lassen, das heißt mehrere Tage bis Wochen zu lagern. Während der Lagerung lösen Enzyme die Muskelfaserstrukturen des Fleisches auf und erhöhen somit die Zartheit des Fleisches.
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Während mit einem einfachen Garvorgang nicht die Zartheit eines gereiften Stücks Fleisch erreicht werden kann, benötigt die Vorbereitung eines gereiften Stücks Fleisch sehr viel Zeit.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Garen von fleischhaltigem Gargut bereitzustellen, das sowohl eine hohe Zartheit des Fleisches erzielt als auch schnell durchzuführen ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Garen von fleischhaltigem Gargut in einem Gargerät, mit mehreren Garschritten, bei dem einer der Garschritte ein enzymaktiver Garschritt ist, in dem die Kerntemperatur des Garguts im Bereich einer Optimaltemperatur Topt gehalten wird, wobei im Gargut enthaltene, fleischzartmachende Enzyme bei der Optimaltemperatur Topt ein Aktivitätsmaximum aufweisen. Die Erfindung macht von der Erkenntnis Gebrauch, dass fleischzartmachende Enzyme eine Optimaltemperatur aufweisen, bei der ihre Aktivität im Spalten von chemischen Verbindungen am größten ist. Diese fleischzartmachenden Enzyme sind in der Lage, die Muskelfaserstrukturen aufzulösen und somit das Fleisch zarter zu machen. Durch die Bereitstellung eines Garschrittes, bei dem die Kerntemperatur des Garguts auf die Optimaltemperatur der Enzyme gebracht und gehalten wird, wird die Enzymaktivität gezielt erhöht und das Fleisch somit zarter, ohne dass eine lange Reifedauer benötigt wird. Der Bereich um die Optimaltemperatur wird dabei als Optimaltemperatur ±10°C, insbesondere ±5°C angesehen.
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Dabei wird unter Kerntemperatur des Garguts nicht ausschließlich die Kerntemperatur eines größeren Stück Fleisches verstanden, sondern auch, insbesondere bei gemischten Gargütern wie einem Hühnchencurry, die Temperatur des Lebensmittels.
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Beispielsweise ist die Optimaltemperatur der Enzyme größer oder gleich 50 °C, insbesondere größer als 55 °C, sodass Enzyme aktiviert werden können, die bei normalen Lagertemperaturen (ca. 4 °C) nur eine sehr geringe Aktivität aufweisen.
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In einer Ausführungsvariante sind die Enzyme zumindest teilweise pflanzlich, insbesondere Bromelain, Papain, Actinidain und/oder Zingiber. Diese Enzyme eignen sich besonders zum Zartmachen von Fleisch und haben eine Optimaltemperatur von 70 °C, 70 °C, 50 °C bzw. 60 °C.
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Beispielsweise ist ein Teil der Enzyme künstlich, wobei unter einem künstlichen Enzym ein Enzym zu verstehen ist, dass weder pflanzlichen noch tierischen Ursprungs ist, sondern dessen Struktur konstruiert bzw. designt wurde. Eigenschaften und Aktivitäten von künstlichen Enzymen sind dabei gezielt ausgewählt worden. Auf diese Weise lassen sich Enzyme verwenden, die an den Garprozess angepasst sind.
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Nach dem enzymaktiven Garschritt kann ein Garschritt folgen, in dem die Kerntemperatur des Garguts auf die gewünschte Kerntemperatur gebracht wird, wodurch die Integration des enzymaktiven Garschritts in einen herkömmlichen Garprozess problemlos möglich ist. Dabei wird unter dem Begriff „gewünschte Kerntemperatur“ die Kerntemperatur verstanden, die das Gargut zum vollständigen Garen zumindest kurzzeitig erreicht haben sollte.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem enzymaktiven Garschritt ein Garschritt durchgeführt, in dem die Kerntemperatur des Garguts auf die gewünschte Kerntemperatur gebracht wird, sodass ein bekannter und erprobter Garprozess nicht verändert werden muss, sondern der enzymaktive Garschritt flexibel in Anschluss an den bewährten Garprozess eingesetzt werden kann. Dies ist jedoch nur sinnvoll, sofern die gewünschte Kerntemperatur nicht oberhalb der Denaturierungstemperatur des Enzyms liegt, da die Enzyme sonst vor dem enzymaktiven Garschritt zerstört würden.
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In einer Ausführungsvariante werden die Art und/oder die Menge des Garguts und/oder des im Gargut vorhandenen Enzyms automatisch vom Gargerät erkannt, insbesondere durch eine spektroskopische Analyse des Garguts, sodass die Benutzung des Gargeräts möglichst einfach und fehlerfrei möglich ist.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung übergibt ein Benutzer des Gargeräts die Art und/oder die Menge des Garguts und/oder des im Gargut vorhandenen Enzyms und/oder Informationen über das verwendete Enzym mittels einer Benutzerschnittstelle an das Gargerät, sodass das Gargerät ohne zusätzliche Sensoren auskommt. Besonders eigenen sich Informationen zu Aktivitäts-Units der Enzyme, die von den Herstellern der Enzyme angegeben werden.
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In einer Ausführungsform ist die optimale Dauer des enzymaktiven Garschritts bei einer Kerntemperatur des Garguts, die der Optimaltemperatur entspricht, im Gargerät hinterlegt, und die Dauer des enzymaktiven Garschrittes wird ausgehend von der optimalen Dauer anhand der Kerntemperatur des Garguts bei Beginn des enzymaktiven Garschritts angepasst, wodurch auch bei unterschiedlichen Situationen eine optimale Zartheit des Fleisches erzielt werden kann.
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Vorzugsweise wird die optimale Dauer mit dem Verhältnis der Enzymaktivität bei der Optimaltemperatur zur Enzymaktivität bei der Kerntemperatur zu Beginn des enzymaktiven Garschritts multipliziert, um die Dauer des enzymaktiven Garschritts zu bestimmen. Auf diese Weise ist die gesamte, während des enzymaktiven Garschritts aufsummierte Enzymaktivität für verschiedene Situationen stets gleich groß. Dies gilt insbesondere, wenn die gewünschte Kerntemperatur größer ist als die Höchsttemperatur, bei der das entsprechende Enzym aktiv ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 die Enzymaktivität des Enzyms Zingiber bei verschiedenen Temperaturen, und
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2 den zeitlichen Verlauf der Solltemperatur der Garraumatmosphäre und der Kerntemperatur des Gargutes bei einem erfindungsgemäßen Verfahren.
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Im Folgenden wird ein Verfahren bzw. ein Garprozess zum Garen von fleischhaltigem Gargut in einem Gargerät beschrieben.
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Das Gargerät weist beispielsweise eine Steuereinheit auf, die die Temperatur der Garraumatmosphäre steuern kann. Zudem sind in der Steuereinheit verschiedene Garprozesse hinterlegt, die das Gargerät ausführen kann.
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Das Gargerät ist für den professionellen Einsatz gedacht, also beispielsweise in Restaurants, Kantinen und der Großgastronomie.
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Das zu garende fleischhaltige Gargut ist zum Beispiel ein mariniertes Stück Fleisch oder ein Hühnchencurry und weist fleischzartmachende Enzyme auf.
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Die fleischzartmachenden Enzyme können bereits natürlicherweise im Fleisch enthalten sein und/oder Bestandteil der Marinade bzw. der Soße des Fleisches sein.
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Zum Beispiel sind die fleischzartmachenden Enzyme, die in der Marinade oder der Soße enthalten sind, pflanzlich, wie Bromelain, Papain, Actinidain und/oder Zingiber. Diese Enzyme sind natürlicherweise in Ananas, Papaya, Kiwi bzw. Ingwer enthalten oder können als Enzympräparate der Marinade bzw. der Soße beigemischt sein.
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Die Enzyme, die in der Marinade oder Soße enthalten sind, können auch künstlich sein, d.h. ihre Eigenschaften, wie die Optimaltemperatur, und Aktivitäten sind gezielt ausgewählt worden. Dies ist nützlich, wenn eine bestimmte Kombination von Eigenschaften oder Aktivitäten erforderlich ist, die nicht bei pflanzlichen oder tierischen Enzymen bekannt ist. Mithilfe moderner Biotechnologie ist eine gezielte Konstruktion oder Design von Enzymen möglich.
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Auch ist es denkbar, verschiedenen Enzyme gleichzeitig zu verwenden. Beispielsweise ist ein Teil der verwendeten Enzyme pflanzlich, der andere Teil ist künstlich.
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Die Enzyme können die Faserstruktur von Fleisch auflösen, wobei ihre fleischauflösende Aktivität temperaturabhängig ist.
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Zur Veranschaulichung der Enzymaktivität, d.h. ihrer fleischauflösenden Aktivität, ist in 1 ist beispielhaft eine Aktivitätskurve des Enzyms Zingiber in Abhängigkeit der Temperatur dargestellt.
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Im Bereich zwischen 20 °C und 80 °C weist Zingiber eine signifikante Aktivität A auf. Die Aktivität A steigt jedoch nicht linear mit der Temperatur, sondern besitzt ein Maximum bei ca. 60 °C. Somit liegt die Optimaltemperatur Topt des Enzyms Zingiber bei 60 °C.
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Bei dieser Optimaltemperatur Topt weist das Enzym Zingiber seine maximale Enzymaktivität Amax auf.
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Die Optimaltemperaturen Topt der Enzyme Bromelain, Papain und Actinidain sind 70 °C, 70 °C bzw. 50 °C.
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Somit liegt die Optimaltemperatur Topt der Enzyme oberhalb oder bei 50 °C.
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Denkbar ist jedoch, dass nur Enzyme mit einer Optimaltemperatur Topt größer als 55 °C verwendet werden, um Enzymaktivitäten durch fleischeigene Enzyme auszuschließen.
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Zum Garen wird das fleischhaltige Gargut in das Gargerät eingeführt.
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Zur Anschauung wird im Folgenden davon ausgegangen, dass das im Gargut vorhandene und verwendete Enzym Zingiber ist. Jedoch ist die Verwendung anderer Enzyme ebenfalls denkbar.
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Beispielsweise kann das Gargerät die Art und/oder die Menge des Garguts und/oder des im Gargut vorhandenen Enzyms und/oder Informationen über das verwendete Enzym automatisch erkennen. Dies kann beispielsweise durch eine spektroskopische Analyse des Garguts geschehen.
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Denkbar ist jedoch auch, dass ein Benutzer die Art und/oder die Menge des Garguts und/oder des im Gargut vorhandenen Enzyms und/oder Informationen über das verwendete Enzym mittels einer Benutzerschnittstelle an das Gargerät übergibt.
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Eine Informationen über die Menge/Art des verwendeten Enzyms kann in Aktivitäts-Units bestehen, die von den Herstellern der Enzyme angegeben werden.
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In 2 ist die Solltemperatur der Garraumatmosphäre TG während des Garprozesses im zeitlichen Verlauf als gestrichelte Linie dargestellt. Die durchgezogene Linie entspricht der gemessenen Kerntemperatur TK des Garguts.
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Der gezeigte Garprozess besteht aus drei Schritten. Ein Aufwärmschritt A reicht vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1, bei dem ein enzymaktiver Garschritt E beginnt. Der enzymaktive Garschritt E hat eine Dauer d vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2. An den enzymaktiven Garschritt E schließt sich zum Zeitpunkt t2 ein Schlussgarschritt B an, der bis zum Zeitpunkt t3 dauert.
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Im ersten Garschritt, dem Aufwärmschritt A, ist die Solltemperatur Tstart der Garraumatmosphäre sehr hoch gewählt. Beispielsweise liegt die Temperatur Tstart oberhalb der gewünschten Kerntemperatur Tend des Garguts. Zum Zeitpunkt t0, das heißt zu Beginn des Garprozesses ist die Kerntemperatur des Garguts gleich ihrer Lagertemperatur, das heißt im Regelfall etwa 4 °C.
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Während des Aufwärmschrittes A steigt die Kerntemperatur des Garguts rasch an. Auch kann der Aufwärmschritt A dazu benutzt werden, eine ansprechende Oberfläche des Garguts, beispielsweise eine Bräunung oder eine Kruste, zu erzeugen.
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Zum Zeitpunkt t1 beginnt der enzymaktive Garschritt E. Die Solltemperatur der Garraumatmosphäre TG wird auf die Optimaltemperatur Topt des im Gargutvorhandenen und verwendeten Enzyms abgesenkt. Für den Beispielfall also auf 60°C, der Optimaltemperatur von Zingiber.
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Die Kerntemperatur T1 zu Beginn des enzymaktiven Garschritts E liegt im gezeigten Beispiel leicht unterhalb der Optimaltemperatur Topt des verwendeten fleischzartmachenden Enzyms Zingiber.
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Nach kurzer Zeit hat sich die Kerntemperatur des Garguts jedoch an die Optimaltemperatur Topt angepasst und wird nun durch die Temperatur der Garraumatmosphäre im Bereich, d.h bei ±10°C, insbesondere ±5°C, der Optimaltemperatur Topt gehalten.
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Aufgrund der erhöhten Enzymaktivität um die Optimaltemperatur Topt des verwendeten Enzyms wird nun die Muskelfaserstruktur des Fleisches des Garguts durch das Enzym aufgelöst, wodurch das Fleisch zarter wird.
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Der enzymaktive Garschritt E hat eine Dauer d und ist zum Zeitpunkt t2 beendet. Die Enzyme können, da die Kerntemperatur TK des Garguts der Solltemperatur der Garraumatmosphäre TG hinterherläuft, auch weiter aktiv sein.
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Diese Aktivität über den Endzeitpunkt t2 des enzymaktiven Garschritts E hinaus kann über eine Kalibererkennung oder Restzeitberechnung bei der Bestimmung der Dauer d des enzymaktiven Garschritts E mit berücksichtigt werden.
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Zur Bestimmung der gesamten Aktivität der Enzyme kann die Aktivität der Enzyme über die Kerntemperatur TK des Garguts integriert werden.
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Zum Zeitpunkt t2 beginnt der Schlussgarschritt B. In diesem Garschritt wird die Temperatur der Garraumatmosphäre auf die gewünschte Kerntemperatur des Garguts Tend erhöht, bis die Kerntemperatur des Garguts zum Zeitpunkt t3 die gewünschte Kerntemperatur Tend erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt ist der Garprozess bzw. das Verfahren zum Garen von fleischhaltigem Gargut beendet.
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Die Dauer d des enzymaktiven Garschritts E kann anhand einer theoretischen, optimalen Dauer dopt bestimmt werden.
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Die optimale Dauer dopt entspricht der Dauer eines fiktiven enzymaktiven Garschritts bei einer Kerntemperatur des Garguts, die exakt der Optimaltemperatur Topt entspricht.
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Diese optimale Dauer dopt ist im Gargerät, beispielsweise in der Steuereinheit des Gargeräts hinterlegt.
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Die Dauer d kann, beispielsweise ebenfalls von der Steuereinheit, anhand der Kerntemperatur T1 des Garguts bei Beginn des enzymaktiven Garschritts E zum Zeitpunkt t1 angepasst werden.
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Zum Beispiel wird das Verhältnis der Enzymaktivität A
max bei der Optimaltemperatur T
opt zur Enzymaktivität A
1 bei der Temperatur T
1 zu Beginn des enzymaktiven Garschritts E, das heißt das Verhältnis A
max / A
1, gebildet. Mit diesem Verhältnis wird die optimale Dauer d
opt multipliziert, woraus sich die Dauer d des enzymaktiven Garschritts E berechnet, also
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Diese Berechnungsmethode liefert die besten Ergebnisse, wenn die gewünschte Kerntemperatur Tend größer als die maximale Aktivitätstemperatur Tmax des Enzyms ist.
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Dabei ist die maximale Aktivitätstemperatur Tmax, diejenige Temperatur bis zu der das Enzym überdurchschnittlich aktiv ist. Für Zingiber liegt die maximale Aktivitätstemperatur Tmax bei etwa 80°C, wie in 1 zu sehen.
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Auch ist es denkbar, dass der enzymaktive Garschritt E nach dem Schlussgarschritt B, in dem die Kerntemperatur des Garguts auf die gewünschte Kerntemperatur Tend gebracht wurde, durchgeführt wird. Dies ist selbsverständlich nur dann sinnvoll, wenn die gewünschte Kerntemperatur unterhalb der Denaturierungstemperatur des verwendeten Enzyms liegt, da andernfalls das Enzym vor dem enzymaktiven Garschritt zerstört wird. Hier liegt beispielsweise ein Anwendungsfall eines künstlichen Enzyms, dessen Denaturierungstemperatur oberhalb üblicher Kerntemperaturen konstruiert bzw. designt wurde.
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Weiterhin ist es eine Möglichkeit, dass mehrere Enzyme im Gargut vorhanden sind, von denen eines durch die Auswahl der Temperatur des enzymaktiven Garschrittes verwendet wird.
