-
Hintergrund der Erfindung
-
Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zur aseptischen Verarbeitung und
Verpackung von Fleisch, wie zum Beispiel Rind, Schwein, Geflügel, nämlich Huhn,
Pute, Ente oder Gans, Lamm und Ziege, sowie Schalentiere und Fischprotein.
-
Während den
letzten Jahren ist eine große Vielzahl
von Techniken zur Lagerung von Nahrungsmittelprodukten entwickelt
worden. Diese Techniken schließen
das Einfrieren, Konservieren in Dosen, Bestrahlen und Trocknen ein.
Auch sind in der Vergangenheit Versuche unternommen worden, um Nahrungsmittelprodukte
unter Verwendung einer aseptischen Verpackung zu lagern.
-
Das
aseptische Verpacken erlaubt, daß Nahrungsmittelprodukte über längere Zeiträume ohne
ein Verderben oder Zersetzen des Produkts bei Raumtemperatur gelagert
werden können.
Diese Vorteile sind das Ergebnis einer Verarbeitung des Nahrungsmittelprodukts,
um irgendwelche Quellen für
eine Zersetzung, wie thermophile Sporen oder andere Pathogene, zu
zerstören.
Das Produkt wird dann in eine Schutzverpackung eingebracht, welche
auch aseptisch gemacht worden ist. Diese Verpackung sieht, wenn
versiegelt, eine Barriere gegen Sauerstoff und Licht, sowie ein
später
mögliches
Eindringen schädlicher
Organismen oder Pathogene vor.
-
Aseptische
Verpackungstechniken sind wirksam angewendet worden, um pflanzliches
Material zu verpacken. Zum Beispiel hat McKenna, US-Patent Nr. 4,748,028,
einen Nichtmilch-Kaffeeweißer,
welcher Wasser, pflanzliches Fett, einen eßbaren Emulgator und ein Milchprotein
enthielt, aseptisch verpackt. Das Produkt wurde mittels einer Ultrahochtemperatur-Sterilisation,
gefolgt durch Kühlen,
Homogenisieren und aseptisches Verpacken, verarbeitet. Okonogi et
al., US-Patent Nr. 4,789,556, lehren ein Verfahren zur aseptischen
Verpackung von Sojaquark durch Erwärmen von Sojasaft und Sojaprotein-Isolat, Homogenisieren
und das darauffolgende Sterilisieren unter Erhitzen. Zu dem sterilisierten
Produkt wird ein Koagulationsmittel zugegeben, gefolgt durch das
aseptische Verpacken des Quarks.
-
Es
sind mehrere Versuche unternommen worden, um verarbeitetes Fleisch
durch Kochen des Fleisches, entweder vor oder nach dem Verpacken, zu
konservieren. Zum Beispiel lehrt Liesaus, US-Patent Nr. 4,378,379,
das Aussetzen von rohem Schweinefleisch und Fett einer Pökellösung zur
Bildung einer klebrigen Masse, das Zugeben von weiteren Fleischstücken zu
der Masse und anschließend das
Kochen des Produkts vor dem Verpacken. Svendsen, US-Patent Nr. 3,857,986,
lehrt ein Verfahren zur Herstellung eines Hackfleischprodukts durch das
Zerkleinern und Mischen von Fleischstücken unterschiedlicher Größe, welche
dann hitzesterilisiert in die Verpackung abgepackt werden.
-
Jedoch
sind Versuche, Fleisch und Fischprotein unter Verwendung von aseptischen
Techniken zu verpacken, kommerziell nicht erfolgreich gewesen. Die
GB-Patentanmeldung Nr. 2,116,826 lehrt ein Verfahren, welches dadurch
gekennzeichnet ist, daß ein Nahrungsmittelprodukt
wie Fisch bis zu einer flüssigen
Konsistenz zerkleinert wird, ein Natriumalginat zu dem Produkt zugesetzt
wird, welches das Produkt nicht koagulieren soll; bis
es verpackt worden ist, das Produkt bei einer hohen Temperatur sterilisiert
wird, und das Produkt weiter zerkleinert und anschließend aseptisch
verpackt wird. In vielen Fällen
ist das hitzesterilisierte oder aseptisch verpackte verarbeitete Protein
nicht schmackhaft. Auch sahen frühere
Versuche zur aseptischen Verpackung von Fleisch/Protein, wobei kein
Fett oder Wasser aus dem Produkt entfernt wurde, im Vergleich zu
anderen Nahrungsmittellagerungstechniken nur wenig Vorteile vor.
-
Folglich
besteht immer noch ein Bedarf an einem Verfahren zur aseptischen
Verpackung von Protein, welches eine hochwertige, kommerziell nützliche
Proteinquelle ergibt, die eine leichte Verdaulichkeit und einen
Wohlgeschmack aufweist.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung erfüllt
diese Anforderung durch das Bereitstellen eines Verfahrens zur aseptischen
Verpackung von Protein, besonders Fleischprotein, welches kommerziell
nützlich
ist. Das verarbeitete Protein kann durch Anpassen des Prozentsatzes
an Fett und Wasser aus der ursprünglichen
Proteinquelle konzentriert werden. Das Protein wird dann in gleich
große
Teilchen geschnitten und sterilisiert. Das sterilisierte Protein
wird aseptisch verpackt. Das erhaltene Produkt ist eine hochwertige, sehr
schmackhafte und leicht verdauliche Proteinquelle, welche ohne besondere
Anpassungen im Hinblick auf die Temperatur versendet werden kann. Auch
wenn der Anteil an Fett und Wasser in dem ursprünglichen Fleisch verändert wird,
ist das verpackte Produkt ein effizientes Mittel für das Versenden von
großen
Mengen an Fleischprotein über
große Entfernungen.
Außerdem
ist das Produkt der vorliegenden Erfindung ökonomisch vorteilhaft, da es leichter
ist oder ein geringeres Gewicht aufweisen kann (d.h. niedrigere
Transportkosten) und weniger Lagerraum (d.h. geringere Lagerungskosten)
als das ursprüngliche
Fleisch einnehmen kann.
-
Im
Einklang mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren, wie
in Anspruch 1 beansprucht, bereitgestellt.
-
In
einer Ausführungsform
wird während
des Trennschritts ein klebriger Wasserteil erzeugt. Wahlweise wird
der klebrige Wasserteil konzentriert und wieder mit dem proteinhaltigen
Teil und dem Fett vermischt, um das gemischte Produkt zu erzeugen.
Das proteinhaltige Material kann, aber muß nicht notwendigerweise vor
der Koagulation entbeint werden. Der Zeitraum, welcher erforderlich
ist, um eine Sterilisierung zu bewirken, hängt von dem Sterilisationsverfahren
und der gewählten
Temperatur ab. Wenn Hitze zum Sterilisieren verwendet wird, wird
das Material vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 250°F bis etwa
300°F (etwa
120°C bis
etwa 150°C)
erhitzt und bei dieser Temperatur während etwa 1 Sekunde bis etwa
360 Sekunden, was ausreichend ist, gehalten. Vorzugsweise wird das
gemischte Produkt auf eine Temperatur von mindestens 250°F (120°C) erhitzt.
Mehr bevorzugt wird das gemischte Produkt auf eine Temperatur von
etwa 250°F
bis etwa 300°F
(etwa 120°C
bis etwa 150°C)
erhitzt.
-
Vorzugsweise
wird das gemischte Produkt während
etwa 1 Sekunde bis etwa 360 Sekunden erhitzt. Mehr bevorzugt wird
das gemischte Produkt während
etwa 10 bis etwa 60 Sekunden und am meisten bevorzugt während etwa
20 bis etwa 40 Sekunden erhitzt. Alternativ kann das gemischte Produkt
bestrahlt werden, um es zu sterilisieren. Außerdem wird das Fett, welches
in dem Mischschritt zugegeben wird, vorzugsweise aus dem fetthaltigen
Teil aus dem Trennschritt entnommen.
-
In
einer Ausführungsform
wird nach dem Koagulationsschritt das proteinhaltige Ausgangsmaterial
getrennt, um einen proteinhaltigen Teil und einen fetthaltigen Teil
zu erzeugen. Der proteinhaltige Teil kann dann mit Fett vermischt
werden, um ein gemischtes Produkt zu erzeugen, welches emulgiert wird.
-
Wieder
ist das proteinhaltige Ausgangsmaterial vorzugsweise Fleisch. In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird während
des Trennschritts ein klebriger Wasserteil in Form einer Brühe erzeugt.
Die Brühe
kann konzentriert und während
dem Mischschritt zu dem Protein und Fett zugegeben werden. Auch
wird das proteinhaltige Material vorzugsweise vor dem Koagulieren
entbeint.
-
Wenn
Hitze verwendet wird, um das gemischte Produkt zu sterilisieren,
wird das gemischte Produkt vorzugsweise auf eine Temperatur von
mindestens 250°F
(120°C)
erhitzt. Mehr bevorzugt wird das gemischte Produkt auf eine Temperatur
von etwa 250°F
bis etwa 300°F
(etwa 120°C
bis etwa 150°C) erhitzt.
-
Vorzugsweise
wird das gemischte Produkt während
etwa 1 Sekunde bis etwa 360 Sekunden erhitzt. Mehr bevorzugt wird
das gemischte Produkt während
etwa 10 bis etwa 60 Sekunden erhitzt, und am meisten bevorzugt wird
das gemischte Produkt während
etwa 20 bis etwa 40 Sekunden erhitzt. Alternativ kann das gemischte
Produkt bestrahlt werden, um es zu sterilisieren. Außerdem wird
das in dem Mischschritt zugegebene Fett vorzugsweise aus dem fetthaltigen
Teil entnommen.
-
Demgemäß ist es
eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung, daß sie ein Verfahren zur aseptischen
Verpackung eines proteinhaltigen Materials bereitstellt, das eine
hochwertige, sterile, sehr schmackhafte, leicht verdauliche und
einfach zu transportierende Proteinquelle vorsieht, welche einfach
und ökonomisch
gelagert werden kann.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
ein Fließdiagramm,
welches eine erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
veranschaulicht.
-
2 ist
ein Fließdiagramm,
welches eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
veranschaulicht.
-
Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
Das
vorliegende beanspruchte Verfahren erzeugt ein verbessertes aseptisch
verpacktes proteinhaltiges Produkt, welches zahlreiche Vorteile
aufweist. Erstens kann das Produkt transportiert und über längere Zeiträume gelagert
werden. Das Produkt ist relativ temperaturunempfindlich, was ermöglicht,
daß es
bei Temperaturen im Bereich des Gefrierpunkts des Produkts bis zu
höheren
Temperaturen (100°F
oder höher)
ohne merkliche Qualitätsveränderungen
gelagert werden kann. Daher kann das erfindungsgemäße Produkt
in kalte oder heiße
Umgebungen versendet werden, ohne daß irgendeine besondere Handhabung
oder Lagerung erforderlich ist.
-
Außerdem wird
durch die vorliegende Erfindung ein Produkt mit einem verringerten
oder erhöhten
Gehalt an Fett und/oder Wasser/Brühe erzeugt. Dies kann wesentlich
geringere Transport- und Lagerungskosten zur Folge haben. Zum Beispiel
kann ein Einkäufer,
Verkäufer
oder Erzeuger das Protein an einem beliebigen Standort aseptisch
verarbeiten. Das Protein wird ohne die Hilfe der Gefriertechnik
verarbeitet. Das Produkt kann bei Umgebungstemperaturen über lange
Zeiträume
gelagert und in einer ungekühlten
Weise versendet werden. Die Flüssigkeit/Brühe-Phase
kann konzentriert werden, um den Versand und/oder die Lagerung von
Wasser zu verringern. Das verpackte Protein ist dickflüssig, wobei der
Protein-, Fett- und Wassergehalt von Verpackung zu Verpackung konsistent
ist. Das Protein kann über ein
Jahr oder länger
gelagert werden. Dies hat im Hinblick auf die Herstellungs-, Lagerungs-,
Transport- und Handhabungskosten wesentliche Einsparungen zur Folge.
-
Die
vorliegende Erfindung hat noch weitere Vorteile. Fleischteilchen,
welche durch die vorliegende Erfindung verarbeitet werden, können Aminosäure- und/oder
Vitaminkonzentrationen aufweisen, welche den Aminosäure- und
Vitaminkonzentrationen in dem ursprünglichen Fleisch sehr ähnlich sind.
Dies ist bedeutsam, da viele Konservierungsverfahren gemäß dem Stand
der Technik große
Mengen der Aminosäuren
und Vitamine zerstören.
Zum Beispiel kann die traditionelle Sterilisation in der Verpackung
in Retorten die Menge der Aminosäuren
und Vitamine in Fleisch, das in Büchsen konserviert wird, stark
verringern. Andererseits ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren
möglich,
einen hohen Prozentsatz des ursprünglichen Aminosäure/Vitamingehalts
des Fleisches beizubehalten. Aminosäuren sind die "Bausteine" von Proteinen. Daher
sind Fleischteilchen mit hohen Aminosäure- und Vitaminkonzentrationen
eine bessere Nährstoffquelle
als Fleischsorten mit niedrigeren Mengen an Aminosäuren und
Vitaminen. Außerdem
weist das verarbeitete Fleischprodukt der vorliegende Erfindung
einen besseren Wohlgeschmack und eine leichtere Verdaulichkeit als
durch andere Techniken verarbeitetes Fleisch auf.
-
Nachstehend
wird auf 1 Bezug genommen, welche eine
Schemaskizze einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zeigt. Das Verfahren 10 ist ein kontinuierlicher Prozess,
wobei ein proteinhaltiges Ausgangsmaterial 12 verwendet wird.
Das Ausgangsmaterial 12 enthält wasserhaltige Proteine (nichtkoagulierte
Proteine). Nützliche
Ausgangsmaterialien schließen
Fleisch, Geflügel
(zum Beispiel Huhn, Truthahn, Gans oder Ente), Schwein, Rind, Lamm
und Ziege, Fisch, Schalentiere und Kombinationen hiervon ein. Vorzugsweise
ist das Ausgangsmaterial entweder Fleisch oder Fisch. Mehr bevorzugt
ist das Ausgangsmaterial Fleisch. Am meisten bevorzugt ist das Ausgangsmaterial Lammfleisch.
-
Das
Ausgangsmaterial 12 wird in einen Koagulator 14 eingebracht.
Der Koagulator 14 koaguliert das Material, um eine homogenere
Masse zu erzeugen. Der Koagulator 14 kann Hitze (direkt
oder indirekt) oder Koagulierungsmittel verwenden, um die Koagulation
zu bewirken. Vorzugsweise wird ein Dampfstrahl oder ein indirekter
Koagulator verwendet.
-
Das
koagulierte Material wird in eine Emulgiervorrichtung 16 überführt. Eine
nützliche
Emulgiervorrichtung 16 ist eine Wolfking-Emulgiervorrichtung,
welche im Handel von Wolfking, Inc., erhältlich ist. Die Emulgiervorrichtung 16 wird
verwendet, um die proteinhaltigen Teilchen in im wesentlichen gleich große Stücke aufzuteilen.
Der durchschnittliche Durchmesser der gleich großen Stücke kann variieren. Vorzugsweise
beträgt
der durchschnittliche Durchmesser der gleich großen Stücke etwa 1 mm bis etwa 2 mm.
Mehr bevorzugt beträgt
der durchschnittliche Durchmesser der gleich großen Stücke etwa 1,6 mm. Falls der
durchschnittliche Durchmesser der gleich großen Stücke größer ist, muß die Temperatur und/oder Verweilzeit
der Stücke
in dem Sterilisator angepaßt
werden, um alle "kalten
Stellen" zu eliminieren.
-
Alternativ
kann das Material aus dem Koagulator 14 in einen Auffangbehälter 13 und
in einen Mischer 15 überführt werden.
In dem Mischer 15 werden zusätzliche Bestandteile 17,
wie zum Beispiel Vitamine, Stärken,
Trockenproteine (d.h. Proteine, welche koaguliert worden sind),
Mineralien, Wasser und irgendwelche anderen organischen oder anorganischen
Zusammensetzungen, welche in einem fertigen Produkt verwendet werden
könnten,
zugegeben. Es ist wünschenswert,
daß sämtliche
dieser Materialien gründlich
eingearbeitet werden, um eine homogene Mischung zu erzielen. Das
gemischte Produkt wird danach in die Emulgiervorrichtung 16 eingebracht.
-
Die
im wesentlichen gleich großen
Stücke aus
der Emulgiervorrichtung 16 werden in einem Auffangbehälter 18 überführt. Der
Auffangbehälter 18 stellt
ein Rückhaltebecken
bereit, aus dem die gleich großen
Stücke
in einer konstanten Rate entnommen werden können. Dadurch wird ermöglicht,
daß der Prozess
effizienter arbeitet, und die Eliminierung unerwünschter Luft begünstigt wird.
Der Auffangbehälter 18 kann
wahlweise auch mit einem Rührwerk
ausgestattet sein, um das Produkt zu rühren. Dies trägt dazu
bei, eine homogene Mischung aufrechtzuerhalten.
-
Die
gleich großen
Stücke
werden über
eine Pumpe 20 geführt,
welche die Stücke
in den Sterilisator 22 bewegt. Erfindungsgemäß nützliche
Pumpen schließen,
aber sind nicht begrenzt auf, Verdrängerpumpen wie Drehkolbenpumpen
und Kolbenpumpen ein. Diese Pumpen bewegen die gleich großen Stücke in einer
konstanten Geschwindigkeit durch den Pumpenhohlraum und in den Sterilisator.
Eine erfindungsgemäß nützliche
Verdrängerpumpe
ist im Handel von APV Crepaco, Inc., erhältlich. Doch können viele
andere im Handel erhältliche
Pumpen verwendet werden, falls der Pumpentyp mit der Viskosität des Produktvolumens
und der Produktgeschwindigkeit durch das System übereinstimmt.
-
Die
gleich großen
Stücke
werden kontinuierlich in einen Sterilisator 22 geführt. Der
Sterilisator 22 kann eine Vielzahl von Techniken verwenden,
um die gleich großen
Stücke
zu sterilisieren. Zum Beispiel kann der Sterilisator 22 Hitze,
Strahlung, Mikrowellen, chemische Behandlungen, direkten oder indirekten
Wärmewiderstand,
Hochfrequenz, Gleichstromwiderstand oder irgendein anderes System,
welches die Fleischprodukte hinreichend sterilisiert, verwenden.
Vorzugsweise verwendet der Sterilisator 22 Hitze. Ein bevorzugter
Sterilisator 22 ist ein Dünnschicht-Wärmeaustauscher, welcher im
Handel von APV Crepaco, Inc., erhältlich ist. Der Dünnschicht-Wärmeaustauscher
besteht aus einem zylinderförmigen
Raum, in dem ein(e) rotierende(s) Messer/Schnecke kontinuierlich
arbeitet und die Wände des
Raumes abschabt, um das Produkt von den Wänden abzulösen. Im Falle des Sterilisators 22 sind die
Wände heiß, da sie
von außen
erhitzt werden.
-
Vorzugsweise
werden die gleich großen
Stücke
in dem Sterilisator 22 auf eine Temperatur erhitzt, welche
ausreichend ist, um Pathogene abzutöten. Die gleich großen Stücke werden
auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und bei oder oberhalb dieser
Temperatur während
eines Zeitraums gehalten, welcher ausreichend ist, um Pathogene
abzutöten.
Die gewünschte
Temperatur und "Verweilzeit" (d.h. der Zeitraum,
während
dem das Produkt bei oder oberhalb einer bestimmten Temperatur gehalten
wird) kann entsprechend den gewünschten
Ergebnissen variieren.
-
Vorzugsweise
werden die gleich großen
Stücke
auf eine Temperatur von mindestens 250°F (120°C) erhitzt. Mehr bevorzugt werden
die gleich großen
Stücke
auf eine Temperatur von etwa 250°F bis
etwa 300°F
(etwa 120°C
bis etwa 150°C)
erhitzt. Auch werden die gleich großen Stücke vorzugsweise in einem Halterohr 23 bei
der gewünschten
Temperatur während
mindestens 1 Sekunde gehalten. Mehr bevorzugt werden die gleich
großen
Stücke
während etwa
20 bis etwa 40 Sekunden bei der gewünschten Temperatur gehalten.
Am meisten bevorzugt werden die gleich großen Stücke während 20 Sekunden auf eine
Temperatur von 275°F
(135°C)
erhitzt.
-
Das
Produkt wird aus dem Sterilisator 22 in das Halterohr 23 geleitet.
Das Halterohr 23 hat die Funktion, das Produkt während eines
spezifischen Zeitraums bei oder oberhalb einer bestimmten Temperatur
zu halten. Dadurch wird ein Mittel vorgesehen, um sicherzustellen,
daß Pathogene
abgetötet worden
sind. Eine bevorzugte Temperatur und Verweilzeit sind 275°F (135°C) während 20
Sekunden.
-
Das
Produkt wird aus dem Halterohr 23 kontinuierlich in eine
Kühleinrichtung 24 geleitet,
wo das Produkt gekühlt
wird und der Kochprozess gestoppt wird. Eine bevorzugte Kühleinrichtung
ist ein Dünnschicht-Wärmeaustauscher,
welcher im Handel von APV Crepaco, Inc., erhältlich ist. Der Dünnschicht-Wärmeaustauscher
besteht aus einem zylinderförmigen
Raum. in dem ein(e) rotierende(s) Messer/Schnecke kontinuierlich
arbeitet und die Wände des
Raumes abschabt, um das Produkt von den Wänden abzulösen. Im Falle der Kühleinrichtung 24 sind
die Wände
kalt, da sie von außen
gekühlt
werden.
-
In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung verwendet der Sterilisator 22 Strahlung statt Hitze,
um das Produkt zu sterilisieren. Falls Strahlung verwendet wird,
ist der Koagulationsschritt und der Emulgierungsschritt des Verfahrens
wahlweise, solange das Produkt, welches dem Sterilisator 22 zugeführt wird,
pumpfähig
ist. Es ist kein Kühlschritt
erforderlich.
-
Das
Produkt wird aus der Kühleinrichtung 24 in
eine aseptische Verpackungsvorrichtung 26 geleitet. Die
aseptische Verpackungsvorrichtung 26 arbeitet mit Dampf
oder Wasserstoffperoxid in Kombination mit Dampf, um die Zulaufrohre
zu reinigen und zu sterilisieren. Die Zulaufrohre werden bei einer
Temperatur sterilisiert, welche hoch genug ist, um Pathogene abzutöten. Das
Produkt wird über
die sterilisierten Zulaufrohre in Behälter geleitet. Der verwendete Behältertyp
kann von einem 2.500 lb Beutel oder Behälter aus einem starkwandigen
Material bis zu einer einzelnen Servierschale variieren. Vorzugsweise wird
ein großer
Beutel oder Behälter
aus einem starkwandigen Material oder ein Foliensperrschichtbeutel verwendet.
Die aseptische Verpackungsvorrichtung 26 spritzt dann das
sterilisierte proteinhaltige Produlkt in die Beutel, wobei ein verpacktes
Produkt 28 erhalten wird.
-
Nachstehend
wird auf 2 Bezug genommen, welche eine
Schemaskizze einer zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
Das Verfahren 10 ist vorzugsweise auch ein kontinuierlicher
Prozess und verwendet ein proteinhaltiges Ausgangsmaterial wie Fleisch 72.
Vorzugsweise ist das Fleisch Lammfleisch.
-
Wahlweise
kann das Fleisch 72 in eine Entbeinungsvorrichtung 74 eingebracht
werden, um die Knochen aus dem Material zu entfernen. Eine nützliche
Entbeinungsvorrichtung ist eine BEEHIVETM-Entbeinungsvorrichtung,
welche im Handel von Beehive Machinery, Inc., erhältlich ist.
Die Entbeinungsvorrichtung 74 arbeitet derart, daß das weiche
Material gegen eine Siebeinrichtung gedrückt wird, wobei ermöglicht wird,
daß das
weiche Material die Siebeinrichtung passiert, während harte Materialien wie
Knochen abgetrennt werden. Das erhaltene Material hat die Konsistenz
von zerkleinertem Fleisch.
-
Das
entbeinte Material wird in einen Auffangbehälter 76 befördert. Der
Auffangbehälter 76 stellt ein
Rückhaltebecken
bereit, aus dem das entbeinte Material in einer konstanten Rate
entnommen werden kann. Dadurch wird ermöglicht, daß der Prozess effizienter arbeitet.
-
Das
entbeinte Material wird aus dem Auffangbehälter 76 in einen Koagulator 78 geleitet.
Der Koagulator 78 koaguliert das Material, um eine homogenere
Masse zu erzeugen. Der Koagulator 78 kann Hitze (direkt
oder indirekt) oder Koagulierungsmittel verwenden, um die Koagulation
zu bewirken. Vorzugsweise wird ein Dampfstrahl oder ein indirekter
Koagulator verwendet. Das Material sollte auf eine Temperatur von
etwa 160°F
bis etwa 230°F
erhitzt und bei dieser Temperatur während etwa 10 bis 300 Sekunden
gehalten werden. Verschiedene Kombinationen von Temperatur und Zeit
können
verwendet werden, solange das Material vollständig koaguliert wird. Das koagulierte
Material wird dann in einen Auffangbehälter 80 geleitet.
-
Das
koagulierte Material wird aus dem Auffangbehälter 80 in eine Trennvorrichtung 82 geleitet. Es
kann eine Vorrichtung verwendet werden, welche mittels Fliehkraft
oder einer Presse arbeitet, um die Flüssigkeit von der festen Phase
des koagulierten Materials zu trennen. Die Trennvorrichtung 82 trennt das
koagulierte Material in mindestens zwei und vorzugsweise drei Teile:
einen fetthaltigen Teil 84, einen proteinhaltigen Teil 86 und
einen klebrigen Wasserteil/eine Brühe 88. Das "klebrige Wasser" ist eine flüssige Phase,
welche Protein enthält
und auch Fett enthalten kann. Es kann auch als Brühe bezeichnet werden
und wasserlösliches
Fett und Protein enthalten. Die Trennung des Materials in drei Phasen
erlaubt die Wiedervereinigung dieser Materialien in einer erwünschten
Menge und einem gewünschten Verhältnis. Eine
nützliche
Trennvorrichtung ist ein Dreiphasen-Dekanter, welcher im Handel
von Westfalia Separator, Inc., erhältlich ist. Eine nützliche Presse
ist eine Dupps-Presse, welche im Handel von der Dupps Company erhältlich ist.
Der Fettanteil 84 enthält
den größten Teil
des Fetts aus dem Fleisch 72. Der Proteinteil 86 enthält den größten Teil
des Proteins aus dem Fleisch 72. Der klebrige Wasserteil 88 enthält einen
wesentlichen Teil des Wassers aus dem Fleisch 72, sowie
einige lösliche
Fette und Proteine.
-
Der
Fettanteil 84 wird in einen Vorratsbehälter 100 geleitet.
Die Abtrennung des Fettanteils 84 ermöglicht die Kontrolle der genauen
Verhältnisse
von Protein. Fett und Feuchtigkeit in dem fertigen Produkt. Daher
hängt der
Anteil des Fetts 84, welcher in den Chargenmischer 98 eingebracht
wird, von dem Fettgehalt des Ausgangsmaterials und dem gewünschten
Fettgehalt in dem fertigen Produkt ab. Der Rest des Fettanteils 84 wird
aus dem Vorratsbehälter 100 entfernt
und für
andere Zwecke verwendet. Etwa 0 bis etwa 100% und typischerweise
100% des Fettanteils 84 werden in den Chargenmischer 98 eingebracht.
-
Der
klebrige Wasserteil 88 wird in den Auffangbehälter 90 geleitet.
Aus dem Auffangbehälter 90 wird
der klebrige Wasserteil 88 in einen Verdampfer 92 geleitet.
Der Verdampfer 92 verwendet Hitze und/oder ein Vakuum,
um geklärtes
Wasser aus dem klebrigen Wasserteil 88 abzudampfen. Das
geklärte Wasser
wird in dem Klärwassertank 94 gelagert.
Das geklärte
Wasser enthält
Essenzen aus dem Ausgangsmaterial. Solche Essenzen können zu
diesem gemischten Produkt oder anderen gemischten Produkten als ein
Odorans, ein Attraktivstoff oder ein Wohlgeschmack hervorrufendes
Mittel, entweder mit oder ohne weitere Konzentrierung, wieder zugegeben
werden. Die zurückbleibende
Flüssigkeit
ist eine konzentrierte Brühe,
enthaltend einen höheren
Prozentsatz an Feststoffen, welche in einen Vorratsbehälter 96 für das konzentrierte
klebrige Wasser geleitet wird. Die Konzentration der Feststoffe
hängt von dem
Gerätetyp
und dem gewünschten
Konzentrationsgrad ab. Die klebrige Wasserschicht 88 kann
zum Beispiel 2 bis 6% Feststoffe enthalten, während die konzentrierte Brühe 25% oder
mehr Feststoffe enthalten kann. Bevorzugte Verdampfer sind Platten-, Rieselfilm-
und Steigfilmverdampfer oder irgendein anderer Konzentrator/Verdampfer,
welcher den Feststoffgehalt der Flüssigkeit erhöht. Vorzugsweise
wird ein Plattenverdampfer verwendet. Ein Plattenverdampfer arbeitet
derart, daß Flüssigkeit über eine
erhitze Oberfläche
geleitet wird.
-
Der
Proteinteil 86 wird in einen Auffangbehälter geleitet (nicht gezeigt)
und danach mit der Brühe
und einem Teil des Fettanteils 84 in einem Chargenmischer 98 kombiniert.
Der Chargenmischer 98 kann den Proteinteil 86,
den Fettanteil 84 und den konzentrierten klebrigen Wasserteil 86 kombinieren, um
eine Vielzahl von Bestandteilprozentsätzen zu erzeugen. Die Bestandteilprozentsätze sind
für einen bestimmten
Durchlauf konstant. Die Prozentsätze der
Bestandteile können
abhängig
von dem gewünschten
Endprodukt sehr variieren. Vorzugsweise enthält das gemischte Produkt etwa
10 bis etwa 40% Protein, etwa 30 bis etwa 60% Wasser, etwa 10 bis etwa
60% Fett und etwa 0 bis etwa 5% Asche.
-
Obwohl
die Teile in dieser Ausführungsform wieder
vereinigt werden, kann es nicht erforderlich sein, den Proteinteil 86 mit
entweder dem Fettanteil 84 oder dem klebrigen Wasserteil 88 zu
kombinieren, solange der Proteinteil geeignet fließt. Der
Proteinteil 86 kann alleine verarbeitet werden. Alternativ
können externe
Quellen für
Fett und/oder Wasser unter Verwendung des Chargenmischers 98 mit
dem Proteinteil kombiniert werden. Auch können zusätzliche Bestandteile 101 unter
Verwendung des Chargenmischers 98 mit den Protein-, Fett-
und Brüheanteilen kombiniert
werden. Zusätzliche
Bestandteile 101 schließen Vitamine, Stärken, Trockenproteine
(das sind Proteine, welche koaguliert worden sind), Mineralien,
Wasser oder irgendwelche anderen organischen oder anorganischen
Zusammensetzungen, welche in einem fertigen Produkt verwendet werden könnten, ein.
Es ist wünschenswert,
daß sämtliche dieser
Materialien in dem Chargenmischer 98 gründlich eingearbeitet werden,
um eine homogene Mischung zu erzielen.
-
Das
gemischte Produkt wird aus dem Mischer 98 in einen Auffangbehälter 102 und
dann in eine Emulgiervorrichtung 104 geleitet. Eine nützliche Emulgiervorrichtung 104 ist
eine Wolfking-Emulgiervorrichtung, welcher im Handel von Wolfking,
Inc., erhältlich
ist. Die Emulgiervorrichtung 104 wird verwendet, um das
gemischte Produkt in im wesentlichen gleich große Stücke aufzuteilen. Der durchschnittliche
Durchmesser der gleich großen
Stücke
kann variieren. Vorzugsweise beträgt der durchschnittliche Durchmesser
der gleich großen
Stücke
etwa 1 mm bis etwa 2 mm. Mehr bevorzugt beträgt der durchschnittliche Durchmesser
der gleich großen
Stücke etwa
1,6 mm. Falls der durchschnittliche Durchmesser der gleich großen Stücke größer ist,
muß die Temperatur
und/oder Verweilzeit der Stücke
in dem Sterilisator und dem Halterohr angepaßt werden.
-
Die
im wesentlichen gleich großen
Stücke werden
in einen Auffangbehälter 106 geleitet.
Der Auffangbehälter 106 stellt
ein Rückhaltebecken
bereit, aus dem die gleich großen
Stücke
in einer konstanten Rate entnommen werden können. Dadurch wird ermöglicht,
daß der
Prozess effizienter arbeitet. Die gleich großen Stücke werden über eine Pumpe 108 geführt, welche
die Stücke
in den Sterilisator 110 bewegt. Eine erfindungsgemäß nützliche
Pumpe arbeitet nach dem Verdrängungsprinzip,
um die gleich großen
Stücke
in einer sehr konstanten Geschwindigkeit, ohne Zugabe von Luft zu
dem Produkt, durch die Pumpe und in den Sterilisator zu bewegen.
Eine nach dem Verdrängungsprinzip
arbeitende Pumpe ist im Handel von APV Crepaco, Inc., erhältlich.
Doch können
viele andere im Handel erhältliche
Pumpen verwendet werden, falls ihre Einstellungen mit der Viskosität des Produktvolumens
und der Produktgeschwindigkeit durch das System übereinstimmen.
-
Die
gleich großen
Stücke
werden in einen Sterilisator 110 eingebracht. Der Sterilisator 110 kann eine
Vielzahl von Techniken verwenden, um die gleich großen Stücke zu sterilisieren.
Zum Beispiel kann der Sterilisator 22 Hitze, Strahlung,
Mikrowellen, chemische Behandlungen, direkten oder indirekten Wärmewiderstand,
Hochfrequenz, Gleichstromwiderstand oder irgendein anderes System,
welches das Produkt hinreichend sterilisiert, verwenden. Vorzugsweise
arbeitet der Sterilisator 110 mit Hitze. Ein bevorzugter
Sterilisator 110 ist ein Dünnschicht-Wärmeaustauscher, welcher im
Handel von APV Crepaco, Inc., erhältlich ist. Der Dünnschicht-Wärmeaustauscher
besteht aus einem zylinderförmigen
Raum, in dem ein(e) rotierende(s) Messer/Schnecke kontinuierlich
arbeitet und die Wände
des Raumes abschabt, um das Produkt von den Wänden abzulösen. Im Falle des Sterilisators 110 sind
die Wände
heiß, da
sie von außen
erhitzt werden.
-
Vorzugsweise
werden die gleich großen
Stücke
in dem Sterilisator 110 auf eine Temperatur erhitzt, welche
ausreichend ist, um Pathogene abzutöten. Die gleich großen Stücke werden
auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und bei oder oberhalb dieser
Temperatur während
eines Zeitraums gehalten, welcher ausreichend ist, um Pathogene
abzutöten.
Die gewünschte
Temperatur und "Verweilzeit" (d.h. der Zeitraum,
während
dem das Produkt bei oder oberhalb einer bestimmten Temperatur gehalten wird)
kann entsprechend den gewünschten
Ergebnissen variieren.
-
Vorzugsweise
werden die gleich großen
Stücke
auf eine Temperatur von mindestens 250°F (120°C) erhitzt. Mehr bevorzugt werden
die gleich großen
Stücke
auf eine Temperatur von etwa 250°F bis
etwa 300°F
(etwa 120°C
bis etwa 150°C)
erhitzt. Auch werden die gleich großen Stücke vorzugsweise in einem Halterohr 112 bei
der gewünschten
Temperatur während
mindestens 1 Sekunde gehalten. Mehr bevorzugt werden die gleich
großen
Stücke
während etwa
20 bis etwa 40 Sekunden bei der gewünschten Temperatur gehalten.
Am meisten bevorzugt werden die gleich großen Stücke während 20 Sekunden auf eine
Temperatur von 275°F
(135°C)
erhitzt.
-
Das
Produkt wird kontinuierlich aus dem Sterilisator 110 in
das Halterohr 112 geleitet. Das Halterohr 112 hat
die Funktion, das Produkt bei oder oberhalb einer bestimmten Temperatur
während
eines spezifischen Zeitraums zu halten. Dadurch wird ein Mittel
vorgesehen, um sicherzustellen, daß Pathogene abgetötet worden
sind. Eine bevorzugte Temperatur und Verweilzeit sind 257°F (135°C) während 20 Sekunden.
-
Das
Produkt wird aus dem Halterohr 112 kontinuierlich in die
Kühleinrichtung 114 geleitet,
wo das Produkt gekühlt
wird. Eine bevorzugte Kühleinrichtung
ist ein Dünnschicht-Wärmeaustauscher,
wie oben beschrieben, oder irgendeine andere Einrichtung, weiche
aseptisch kühlt.
Im Falle der Kühleinrichtung 114 sind
die Wände
kalt, da sie von außen gekühlt werden.
-
In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung verwendet der Sterilisator 110 wiederum Strahlung über einen
ausreichenden Zeitraum, um das Produkt zu sterilisieren. Falls Strahlung
verwendet wird, ist der Koagulationsschritt und der Emulgierungsschritt
des Verfahrens wahlweise, solange das Produkt pumpfähig ist.
Es ist kein Kühlschritt
erforderlich.
-
Das
Produkt wird kontinuierlich aus der Kühleinrichtung 114 in
eine aseptische Verpackungsvorrichtung 116 geleitet. Die
aseptische Verpackungsvorrichtung 116 arbeitet mit Dampf
oder Wasserstoffperoxid in Kombination mit Dampf, um die Zulaufrohre
zu reinigen und zu sterilisieren. Die Zulaufrohre werden bei einer
Temperatur sterilisiert, welche hoch genug ist, um Pathogene abzutöten. Das
Produkt wird über
die sterilisierten Zulaufrohre in Behälter geleitet. Der verwendete
Behältertyp
kann von einem 2.500 lb Beutel oder Behälter aus einem starkwandigen
Material bis zu einer einzelnen Servierschale variieren, wobei ein
großer
Beutel aus einem starkwandigen Material oder ein Foliensperrschichtbeutel
bevorzugt wird. Die aseptische Verpackungsvorrichtung 116 spritzt
dann das sterilisierte proteinhaltige Produkt in die Beutel, wobei
ein verpacktes Produkt 118 erhalten wird.
-
Das
aseptisch verpackte Produkt der vorliegenden Erfindung kann versendet
und dann an seinem endgültigen
Bestimmungsort verarbeitet werden, und Fett und/oder Wasser können wieder
zugeführt
werden. Die gesamte ursprüngliche
Proteinquelle kann aseptisch verpackt werden. Vorzugsweise sind
etwa 40-70% des ursprünglichen
Produkts in dem verpackten Produkt vorhanden. Die anderen Produkte
(das zusätzliche
Fett und das klebrige Wasser) können
getrennt aseptisch verpackt werden.
-
Das
verpackte Produkt kann bei einer Vielzahl von Temperaturen im Bereich
des Gefrierpunkts des Produkts bis zu höheren Temperaturen (100°F und höher) ohne
merkliche Qualitätsveränderungen gelagert
werden. Jedoch werden Umgebungstemperaturen für die Lagerung bevorzugt. Es
ist anzumerken, daß der
Gefrierpunkt des Produkts nur aufgrund von Besorgnissen im Hinblick
auf die Zerstörung
der Verpackungsintegrität
als eine Begrenzung angesehen wird. Die Sorge ist, daß Wasser
in dem Produkt gefriert und sich ausdehnt, wobei der Behälter zerspringt.
Daher, falls das Verpackungsmaterial einer solchen Ausdehnung des
Produkts widerstehen kann, kann das Produkt bei viel niedrigeren
Temperaturen, auch unterhalb des Gefrierpunkts des Produkts, gelagert
werden.