Процесс измельчения сырья и образования мясной эмульсии протекает в три фазы.

На первой фазе (в течение первых 2-3 минут) преобладает механическое разрушение клеточной структуры тканей, мышечные волокна разрушаются, их содержимое вытекает. Идет экстракция белков в водную фазу (вода мяса + добавляемая вода), причем эффективность процесса увеличивается в присутствии поваренной соли.

На второй фазе мышечные белки начинают интенсивно набухать, связывать добавляемую в мясную систему воду; идет вторичное структурообразование белков между собой и образование матрицы эмульсии. Увеличивается величина водосвязывающей способности системы. При этом для формирования структуры эмульсии и поглощения ею воды решающее значение имеет степень перехода миофибриллярных белков в растворенное состояние, чему способствует присутствие поваренной соли и высокая гомогенизация сырья. При недостаточном измельчении белки полностью не выходят из клеточной структуры и не участвуют в связывании воды и образовании пространственного каркаса, что может привести к расслоению фарша.

Факторы, влияющие на степень экстракции солерастворимых белков:

· степень измельчения мышечных волокон;

· концентрация поваренной соли;

· количество воды;

· температура;

· продолжительность процесса;

· рН среды.

На третьей фазе при продолжающемся измельчении сырья происходит частичное диспергирование жира (на фоне локального повышения температуры при куттеровании) с образованием мелкодисперсный жировых шариков, которые соединяются с белковым каркасом, состоящим из водо- и солерастворимых мышечных белков. Образуется эмульсия.

Специфику измельчения жировой ткани следует рассмотреть особо. При интенсивном измельчении жировая ткань в основном диспергирует в виде твердых частиц размером 20-75 мкм, состоящих преимущественно из неповрежденных жировых клеток. Одновременно частично разрушается структура жировой ткани, в результате чего жировая капля вытекает из поврежденных клеток. По мере разрушения клеток и повышения температуры высвобождается и диспергируется все большее количество жира, который необходимо связать и стабилизировать, чтобы предупредить разрушение эмульсии и его последующее выделение из продукта.

Частичному плавлению жира при куттеровании способствует также локальный перегрев сырья в зоне резания, который может быть значительно большим, чем общая температура эмульсии. Размер эмульгированных частиц жира составляет от 10 до 0,1 мкм и характерен для коллоидных систем.

При измельчении размороженного сырья разрушение жировых клеток начинается значительно раньше, чем охлажденного, поэтому продолжительность обработки мороженого сырья можно несколько сократить.

Основная масса жира находится в фарше в виде грубой дисперсной фазы, и лишь небольшая часть ее может эмульгироваться в жидком виде. Увеличение доли эмульгированного жидкого жира в эмульсии может способствовать ухудшению консистенции готового продукта.

При 15-18°С жир не может плавиться, и следовательно, образоваться эмульсия, поэтому происходит дисперсия маленьких частиц твердого жира в жидком фарше.

Факторы, влияющие на степень дисперсности жира:

· вид жира, его состав;

· температура плавления;

· наличие естественных и искусственные эмульгаторов;

· температура среды;

· характер измельчения;

· степень разрушения жировых клеток.

Молекулы растворенных белков как поверхностно-активных веществ адсорбируются из непрерывной фазы на поверхности измельченных жировых частиц, разворачиваясь гидрофобными группировками к жиру, гидрофильными - к водной фазе. В результате вокруг частиц жира образуется адсорбционная пленка, которая удерживает жир в диспергированном состоянии. По мере измельчения фарша степень диспергирования и общая площадь поверхности жировых частиц увеличиваются, поэтому для связывания жира необходимо достаточное количество водно-белковой фазы. При слишком сильном измельчении количество растворенного белка может стать недостаточным, тогда часть жировых частиц остается свободной, не покрытой пленкой эмульгатора.

Происходящее при этом чрезмерное повышение температуры может вызвать частичную денатурацию и разрушение белковых пленок, в том числе от механического воздействия при измельчении и перемешивании. Это снижает устойчивость системы и способствует выделению бульонно-жировых отеков во время термической обработки колбас.

Таким образом, количество жира и воды, а также степень измельчения сырья определяют необходимое количество растворимого белка для образования стабильной мясной эмульсии. Общая продолжительность измельчения должна быть достаточной, чтобы образовать белковую матрицу, окружающую диспергированные жировые частицы.

Факторы, влияющие на стабильность мясных эмульсий:

· степень гомогенизации сырья;

· концентрация солера творимых белков;

· степень дисперсности жира;

· соотношение жир:вода:белок;

· температура (< 18°С),

Контроль за температурой сырья - важное условие получения стабильной эмульсии. При тонком интенсивнм измельчении фарш нагревается и превышение уровня в 18°С может привести к денатурации белков, что вызовет снижение эмульгирующей и водосвязывающей способности, появление рыхлости, бульонных и жировых отеков у готового изделия.

Для предотвращения перегрева мясных эмульсий необходимо контролировать продолжительность куттерования - (не более 7-11 минут), температуру (должна быть в диапазоне от 10 до 18 °С), качество заточки режущего органа. Снижение температуры производят введением в эмульсию холодной воды, льда или снега. Как известно, экстракция белка при измельчении мышечной ткани в присутствии воды и поваренной соли наиболее эффективно происходит при температурах  близких к минус 2°С.

Однако чрезмерное понижение температуры приводит к уменьшению степени диспергируемости жира, что отрицательно влияет на способность жира участвовать в образовании эмульсии, замедляет развитие процесса цветообразования.

Последовательность приготовления мясных эмульсий на куттере:

1) Нежирное сырье + поваренная соль + порциями 5-15% воды/льда, измельчение 1-2мин, t=0-4°С.

2) Фосфаты + вода/лед

3) Крахмал, специи, жиросодержащее сырье.

4) Общая продолжительность процесса — 6-12 мин, t=12- 17°С.

Введение в мясную эмульсию при измельчении сырья воды (10-35% к массе сырья) обеспечивает растворимость белковых веществ и реализует их потенциальную водосвязывающую способность. В результате увеличивается выход готовой продукции, повышается нежность, сочность и монолитность. Уменьшение количества добавляемой воды - ухудшает сочность, придает жесткую резиноподобную консистенцию.

При избыточном введении воды колбасы имеют рыхлую консистенцию, крупчатую структуру.