Wpływ wybranych parametrów suszenia na jakość kiełbas suchych

[Maxell]

Wpływ wybranych parametrów suszenia na jakość kiełbas suchych

 

Autorzy: Jolanta Sienkiewicz, Adam Olszewski, Justyna Pieciul

 

Praca dotyczyła wpływu warunków suszenia trzech rodzajów kiełbas na długość procesu suszenia oraz jakość uzyskanych wyrobów. Każdy rodzaj badanej kiełbasy (kabanos wieprzowy, kiełbasa myśliwska sucha oraz kiełbasa krakowska sucha) podzielony został na trzy próby badawcze, z których dwie pierwsze suszone były w temperaturze 22±2°C oraz przy wilgotności powietrza 72+5%. Trzecia próba każdej badanej kiełbasy została poddana suszeniu w temperaturze wynoszącej 28±2°C oraz przy wilgotności powietrza 55±3%. Zmiana parametrów przechowywania kiełbas w suszarni wpłynęła na skrócenie czasu ich suszenia, dając jednak w przypadku kiełbasy myśliwskiej suchej oraz kiełbasy krakowskiej suchej niekorzystne zmiany jakościowe.

Kiełbasa to jeden z najstarszych produktów spożywczych. Historia produkcji kiełbas liczy prawie dwa tysiące lat. Pierwsze wzmianki na jej temat ukazały się już w VII wieku p.n.e. w „Odysei" Homera, gdzie autor pisał o „kiszce krwią i tłuszczem nadziewanej".
Słowo kiełbasa pochodzi od łacińskiego słowa „salsus" i oznacza „solony". W średniowieczu terminem tym określano również inne gatunki wyrobów, np. solone lub konserwowane mięsa.

Z biegiem lat ludzie udoskonalali wyrób kiełbas. Powstawały produkty charakterystyczne dla danego położenia geograficznego lub klimatu, np. w zimniejszym obszarze Europy Północnej popularność zyskały kiełbasy surowe, natomiast w obszarach cieplejszych lub w porach letnich były to kiełbasy surowe wędzone. Kiełbasy suche pochodzą z Europy Południowej i Azji. Mięso suszono tam na powietrzu w promieniach słonecznych bez używania dodatkowych procesów, np. turecki sucuk, przechowywany był przez azjatyckie plemiona pod siodłami koni i wystawiany w czasie podróży na działanie promieni słonecznych.

Kiełbasy suszone i podsuszane należą do grupy jednych z najbardziej smakowitych i wykwintnych, a co za tym idzie, pożądanych produktów mięsnych, ich niepowtarzalny smak oraz aromat jest wynikiem zastosowania najwyższej jakości mięsa, doboru szerokiej gamy aromatycznych przypraw, jak również przeprowadzenia właściwej obróbki, w tym przede wszystkim procesu suszenia.
Suszenie powinno zachodzić w odpowiednio dobranych, optymalnych warunkach, dzięki którym produkt gotowy osiągnie jak najlepsze parametry jakościowe.

 

Technologia produkcji kiełbas suchych

 

Proces produkcji kiełbas suchych rozpoczyna się od doboru surowca. Podstawowym surowcem jest rozdrobnione chude mięso klasy I i klasy II z niewielką zawartością tłuszczu. Najczęściej stosowane jest mięso wieprzowe, rzadziej cielęce i wołowe, czy też dziczyzna i konina. Temperatura tusz, z których pozyskuje się mięso drobne do produkcji kiełbas suchych i podsuszanych, powinna wynosić od 2 do 4°C.

Odpowiednio dobrany surowiec mięsny poddaje się wstępnemu rozdrobnieniu dla uzyskania jednorodnych kawałków mięsa, a następnie procesowi peklowania. Peklowanie ma na celu ukształtowanie smakowitości, pożądanej barwy oraz utrwalenie produktu.

Zapeklowane surowce rozdrabnia się, dla uzyskania odpowiedniego obrazu przekroju kiełbas. Maszyny rozdrabniające wykorzystywane do produkcji kiełbas trwałych można podzielić w zależności od stopnia rozdrobnienia jaki chcemy uzyskać oraz jakości i struktury rozdrobnionych produktów. Spośród nich można wyodrębnić krajalnice kratowe, wilki oraz rzadziej stosowane kutry.

Rozdrabnianie składników ma decydujący wpływ na wygląd wyrobu gotowego, dlatego podczas tych procesów należy przestrzegać pewnych zasad. Surowiec mięsny, szczególnie mięso tłuste przeznaczone do rozdrabniania, musi być dokładnie wychłodzony, dzięki czemu surowiec będzie równomiernie rozdrobniony i podczas mieszania zachowa odpowiednią strukturę. Uważa się, że korzystnie jest rozdrobnić surowiec bezpośrednio przed mieszaniem lub zalaniem solanką, gdyż w tym czasie posiada najlepszą zdolność do przyjmowania solanki. Noże używane do rozdrabniania powinny być bardzo często ostrzone, gdyż tępe
powoduję miażdżenie i przepychanie mięsa przez sita.

Równie ważnym procesem jest mieszanie składników. Prawidłowe przeprowadzenie tego etapu pomaga uniknąć wielu wad w produkcie finalnym. Mieszałki łopatkowe w mniejszym stopniu niszczę strukturę mięsa niż mieszałki ślimakowe, w których przy zbyt długim mieszaniu wzrasta temperatura farszu, co prowadzi do powstania wad w wyrobie gotowym.

Podczas mieszania dodawane są przyprawy. Zastosowanie specyficznych, w większości naturalnych aromatów i przypraw sprawia, że kiełbasy te odznaczają się kuszącym, wyrazistym smakiem i aromatem. Niektóre dodawane do kiełbas suchych przyprawy (papryka, majeranek, oregano, pieprz, czosnek) posiadają właściwości antyoksydacyjne, przeciwbakteryjne lub barwiące. Wśród przypraw wykorzystywanych ze względu na ciekawe nuty smakowe wymienić należy także imbir, kminek czy gorczycę.

Pozyskany w efekcie mieszania farsz mięsny nadziewany jest w osłonki i formowany w odpowiednie batony. Przebieg tego procesu ma znaczący wpływ na końcową jakość wyrobu. Właściwie napełniona osłonka nadaje produktowi odpowiednią konsystencję oraz zapobiega powstawaniu na przekroju pęcherzyków powietrza.
W procesie tym wykorzystuje się urządzenia zwane nadziewarkami, których praca pozwala na maksymalne zautomatyzowanie procesu i utrzymanie wysokich standardów sanitarno-higienicznych.

Osłonki stosowane do nadziewania kiełbas, poza nadaniem kształtu, spełniają wiele funkcji, np. ograniczają dostawanie się zanieczyszczeń fizycznych, chemicznych oraz mikrobiologicznych do wnętrza produktu, wpływają korzystnie na trwałość, zapobiegają utracie walorów smakowo-zapachowych, utrzymują wilgotność na określonym poziomie, a także zapobiegają ubytkom masy. Przy doborze odpowiednich osłonek należy brać pod uwagę przepuszczalność dla pary wodnej i składników dymu wędzarniczego. Im większy jest kaliber batonu kiełbasy, tym osłonka powinna być bardziej przepuszczalna, co pozwala zapobiec zbyt wolnemu suszeniu. Ponadto osłonki stosowane do kiełbas suchych muszę mieć zdolność do obkurczania się. W przeciwnym wypadku osłonka może odstawać od masy kiełbasianej. Do produkcji kiełbas suchych i podsuszanych wykorzystuje się osłonki sztuczne i naturalne. Do grupy osłonek sztucznych zalicza się osłonki fibrusowe i kolagenowe. Spośród osłonek naturalnych najszersze zastosowanie w produkcji kiełbas suchych i podsuszanych maję cienkie jelita wieprzowe, baranie oraz kozie. Najczęściej stosowane kalibry jelit to 24/26,26/28,30/32.

Produkt w osłonce poddawany jest procesowi osadzania, którego celem jest ścisłe wypełnienie osłonki, osuszenie powierzchni batonów, dopeklowanie farszu, wypchnięcie resztek powietrza z osłonki oraz równomierne rozmieszczenie wszystkich składników.
Osadzanie kiełbas suchych i podsuszanych powinno odbywać się w pomieszczeniu o dość intensywnym ruchu powietrza przez około 12 godzin w temperaturze 2-4°C.

Kolejnym etapem procesu produkcji niektórych kiełbas suchych i podsuszanych jest wędzenie. Polega ono na nasyceniu farszu mięsnego składnikami dymu i eliminacji części wody z produktu.
Proces ten zachodzi pod wpływem dymu wędzarniczego, który powstaje w wyniku spalania drewna różnych gatunków drzew liściastych. Do najważniejszych cech dymu wędzarniczego należą jego właściwości antyoksydacyjne, antybakteryjne, aromatotwórcze i barwotwórcze.

Po wystudzeniu kiełbasy suszy się przez okres od kilku do kilkunastu dni, aż do momentu uzyskania odpowiednich własności wyrobu gotowego. Czas suszenia, a głównie zachowanie odpowiednich parametrów procesu suszenia, ma znaczący wpływ na wytworzenie odpowiednich cech jakościowych kiełbas suchych. Fizycznie proces suszenia ma za zadanie zredukowanie ilości wody w wyrobie i zmniejszenie aktywności wody. Obniżenie ilości wody do około 15% zawartości w produkcie uniemożliwia rozwój niekorzystnej flory bakteryjnej, przy czym zminimalizowanie ilości wody pociąga za sobą straty masy.
Ważną funkcją procesu suszenia jest nadanie wyrobom suszonym i podsuszanym specyficznego, szlachetnego smaku, poprzez wyostrzanie walorów smakowo-zapachowych produktu. Suszenie najczęściej przeprowadza się w sposób sztuczny, pozyskując ciepło z urządzeń grzejnych lub przy użyciu suszarek komorowych lub tunelowych. Pomieszczenia suszarni wymagają specyficznych warunków klimatycznych, z zapewnieniem odpowiednio wysokiej wilgotności względnej powietrza (średnio w granicach 75-80%) i średniego zakresu temperatur (w granicach 10-18°C). Indywidualnie dla każdego wyrobu natęży ustalić warunki klimatyczne zapewniające optymalne suszenie, bez wytwarzania suchej otoczki. Do utrzymania takich parametrów niezbędna jest znaczna ilość energii, zużywanej m.in. na chłodzenie,
ogrzewanie, nawilżanie oraz odwilgacanie powietrza. Pomieszczenie suszarni powinno być wyposażone w urządzenia zapewniające uregulowany, powolny przepływ strumienia wilgoci „z wewnątrz na zewnątrz". Obecnie w użyciu są nowoczesne urządzenia zapewniające odpowiedni klimat w pomieszczeniach dojrzewalniczych z funkcjami chłodzenia, oddzielania pary wodnej i ogrzewania, dzięki którym możemy osiągnąć równomierne dojrzewanie produktów, poprzez zachowanie stabilnych warunków klimatycznych.

Istotnym aspektem w technologii produkcji wyrobów suchych jest sposób ich pakowania. Wzrastające wymogi konsumentów sprawiły, że opakowania oprócz swoich podstawowych funkcji muszą pełnić również wiele funkcji dodatkowych, pośrednio wpływających na jakość wyrobów oraz tworzenie marki. Podstawowymi funkcjami opakowań są ochrona przed oddziaływaniem czynników zewnętrznych, ułatwienie magazynowania i sprzedaży produktów, identyfikacja produktu (kreuje wizerunek marki, zawiera niezbędne informacje o produkcie, zachęca do zakupu), przedłużenie trwałości wyrobów, zapewnienie ogólnie rozumianej jakości przez utrzymanie odpowiedniej postaci, struktury i kształtu produktów oraz ochronę przed utratą zapachu i ubytkiem masy.

 

Badania

 

Celem pracy było zbadanie wpływu zmian czynników fizycznych - wilgotności i temperatury panującej w pomieszczeniu suszarni - na czas suszenia oraz jakość wytworzonych kiełbas suchych. Praca powstała w oparciu o dane udostępnione przez jeden z zakładów mięsnych w Białymstoku oraz badania własne przeprowadzone w tym zakładzie. Dane udostępnione przez zakład mięsny dotyczą rodzaju użytych osłonek (tab. 1) oraz składu surowcowego badanych kiełbas (tab. 2-4). Badania własne polegały na analizie procesu suszenia trzech różnych rodzajów kiełbas (kabanosy wieprzowe, kiełbasa myśliwska sucha i kiełbasa krakowska sucha).

 

 

Dla każdego rodzaju kiełbasy stworzono trzy próby badawcze.

Doświadczenie polegało na wielokrotnym ważeniu wyrobu, w celu określenia wielkości ubytków masy podczas procesu suszenia. Wszystkie kiełbasy ważono w jednakowych odstępach czasu. Pierwsze ważenie odbywało się przed umieszczeniem kiełbas w suszarni, następne odpowiednio po 3,6 i 11 godzinach od wstawienia. Dalsze ważenia miały miejsce co osiem godzin, aż do momentu uzyskania odpowiednich ubytków masy, zgodnych z recepturę dla danego produktu. Pomiarów masy badanych wyrobów dokonywano przy pomocy wagi nieautomatycznej, elektronicznej firmy RADWAG.

Poszczególne rodzaje kiełbas różniły się między sobą składem surowcowym, rozdrobnieniem oraz rodzajem użytych osłonek i ich kalibrem. W doświadczeniu zastosowano różne parametry suszenia. Dwie pierwsze próby każdej z badanych kiełbas były przetrzymywane w pomieszczeniu o temperaturze 22+2°C oraz wilgotności powietrza 72+5%. Trzecia próba każdej badanej kiełbasy została poddana suszeniu w temperaturze wynoszącej 28+2°C oraz wilgotności powietrza 55+3%.

Badane kiełbasy ze względu na różny skład surowcowy, zastosowany kaliber oraz rodzaj osłonki wymagały odmiennego czasu suszenia. Proces suszenia prowadzono do momentu uzyskania ubytku masy zgodnego z recepturę, według której powinien on wynosić 29% dla kabanosów wieprzowych oraz 35% dla kiełbasy myśliwskiej suchej i 28% dla kiełbasy krakowskiej suchej.

Najkrócej (27-35 h) suszeniu poddawany był kabanos wieprzowy (tab. 5), który spośród badanych kiełbas posiadał najmniejszy kaliber (19 mm). Kiełbasa myśliwska sucha o kalibrze 32 mm do osiągnięcia 35% strat potrzebowała, w zabieżności od badanej próby, od 59 do 99 godzin przechowywania w suszarni. Kiełbasa krakowska sucha (kaliber 60 mm) do osiągnięcia 28% ubytku masy potrzebowała od 91 do 115 godzin suszenia.

Ubytki podczas suszenia liczono według wzoru:

 

SPS = (MP-MK)/MPx100%
 

gdzie:

SPS - straty powstałe podczas suszenia:

MP - masa początkowa;

MK - masa końcowa.

 

Wyniki

 

Analizując przebieg suszenia każdej z trzech rodzajów kiełbas zaobserwować możemy charakterystyczną dla wszystkich wyrobów etapowość procesu (rys. 1-3).

 

 

Szybkość procesu uzależniona jest od kalibru produktu oraz zastosowanych parametrów suszenia badanych kiełbas.

 

Kabanosy wieprzowe

 

 

Analizując ubytki masy dla kabanosów wieprzowych wyraźnie widać, że bardzo duży wpływ na utratę wody miały zastosowane parametry suszenia, przy czym największe różnice pomiędzy próbami suszonymi w odmiennych warunkach obserwowano w początkowym etapie procesu - przez pierwsze sześć godzin.
Próby I i II (temp. 22+2°C, wilgotność 72+5%) po pierwszych 3 h suszenia osiągnęły podobny ubytek masy, który średnio dla obu prób wynosił 3,35%. W ciągu następnych 3 h suszenia (w sumie 6 h) dwie pierwsze próby utraciły średnio 3,10% masy (rys. 1).
Tempo utraty masy było szybsze w przypadku próby III (temp. 28+2°C, wilgotność powietrza 55+3%), dla której po 3 h suszenia odnotowano ubytek rzędu 7,60% (o 4,25% większy w porównaniu ze średnią prób I i ii), a po kolejnych 3 h trwania procesu ubytek ten powiększył się o kolejne 4,32% (był on o 1,22% większy w stosunku do średniej prób suszonych w niższej temperaturze). Ogólnie po 6 h przetrzymywania kiełbas w kontrolowanych parametrach próby I i II utraciły w sumie średnio 6,22% masy, natomiast próba III 11,60% (o 5,38% więcej). Dalsze suszenie kabanosów wieprzowych przebiegało równomiernie dla wszystkich trzech badanych prób kiełbas. Przy czym zauważyć należy, że kabanosy z próby III osiągnęły pożądany, zgodny z recepturą ubytek masy wynoszący 29% w sumie po 27 h suszenia. Próby badawcze - I i II - wymagany ubytek masy osiągnęły po 35-godzinnym procesie suszenia.

Zmiany w parametrach suszenia pozwoliły w przypadku kabanosów wieprzowych na skrócenie procesu suszenia o około 8 h, co stanowi około 23% czasu potrzebnego do osiągnięcia przyjętych przez producenta strat produktu gotowego. W przypadku kabanosów, posiadających najmniejszy przekrój spośród trzech rodzajów badanych kiełbas, skrócenie czasu przechowywania w suszarni nie wpłynęło istotnie na zmiany jakościowe mierzone organoleptycznie. Zarówno smak otrzymanych produktów, jak i ich wygląd zewnętrzny oraz trwałość (próba III) były porównywalne z próbami kabanosów przechowywanych w temperaturze 22+2°C oraz wilgotności 72+5%.

 

Kiełbasa myśliwska sucha

 

 

Analizując wykres zależności ubytków masy w procentach do czasu suszenia dla kiełbasy myśliwskiej suchej (rys. 2) możemy zauważyć, że zastosowanie odmiennych parametrów w suszarni wpłynęło znacząco na różnice w przebiegu poszczególnych krzywych suszenia. Pierwsze dwie próby suszone w takich samych warunkach (temp. 22+2°C, wilgotność 72+5%) dały krzywe o niemal identycznym przebiegu, ze średnim cząstkowym ubytkiem masy od 3,14% do 6,35% na każde 8 h procesu, aż do 59 godziny suszenia. Po tym czasie ubytek masy dla prób I i II zmniejszył się i wynosił od 1,40% do 2,22% na każde 8 h suszenia, dając ostatecznie pożądany efekt (ubytek rzędu 35%) po upływie 91 h - dla próby I i 99 h - dla próby II. Przy czym różnice w czasie przechowywania pomiędzy tymi próbami mogą wynikać z wahań temperatury oraz wilgotności w pomieszczeniu suszarni.

Odmiennie natomiast wyglądały cząstkowe ubytki masy w przypadku próby III kiełbasy myśliwskiej suchej suszonej w temp. 28+2°C oraz przy wilgotności powietrza 55+3%. Krzywa suszenia dla tej próby po pierwszych 11 h suszenia była zbliżona do krzywych prób I i II, a ubytek masy wyniósł 9,67% (o 1,54% i 1,9% więcej w porównaniu z próbami I i II). Największa różnica w przebiegu krzywych badanych kiełbas miała miejsce między 11 a 19 h suszenia. Ubytek wody w tym okresie dla próby III wyniósł 10,70% i był większy w stosunku do prób I i II, odpowiednio o 5,89% i 6,50%.
W ciągu następnych 8 h suszenia (w sumie 27 h) próba III straciła 6,91% wody i było to już tytko o 2,39% i 3,06% więcej w stosunku do prób I i II. Kolejne pomiary wagi wykonywane co osiem godzin (po 35 h, 43 h, 51 h) wskazały na ubytki masy próby III wynoszące odpowiednio 5,44%, 5,76% i 6,11%. Przy czym były to wartości większe od prób I i II średnio od 1,70% do 2,97%. Żądany przez producenta ubytek masy próba III osiągnęła po 51 h suszenia i wynosił on 37,17%.

Zmiana parametrów procesu suszenia pozwoliła w przypadku kiełbasy myśliwskiej suchej na skrócenie czasu przechowywania w suszarni o średnio 44 godziny, czyli o około 46% czasu potrzebnego do osiągnięcia wartości parametrów przyjętych przez producenta. Zminimalizowanie jednak czasu przechowywania w suszami spowodowało w tym przypadku znaczące zmiany jakościowe w produkcie gotowym (próba III). Produkt był nierównomiernie wysuszony, na powierzchni osłonki pojawiły się nierównomierne, głębokie marszczenia psujące ogólny wygląd kiełbasy myśliwskiej suchej. W przekroju poprzecznym kiełbasy z próby III pojawiła się widocznie zaznaczona brązowa otoczka. Warstwa zewnętrzna produktu była twarda, bardziej wysuszona niż wewnętrzna.

 

Kiełbasa krakowska sucha

 

 

Porównując krzywe suszenia (rys. 3) badanych prób kiełbasy krakowskiej suchej zaobserwować można, że zastosowanie różnych parametrów procesu wpłynęło ostatecznie na skrócenie czasu suszenia, jednak nie dało tak znaczących różnic w cząstkowych ubytkach masy pomiędzy poszczególnymi próbami, jak było to widoczne w przypadku wcześniej analizowanych produktów.

Próby I i II (temp. 22+2°C, wilgotność 72+5%) po pierwszych 3 h suszenia osiągnęły podobny ubytek masy, który wynosił średnio 1,65%. Natomiast próba kiełbasy krakowskiej suchej przechowywanej w temp. 28+2°C oraz wilgotności powietrza 55+3% odznaczała się ubytkiem masy wynoszącym 2,58% i był on o 0,93% większy w stosunku do średniego ubytku wody z prób I i II. Pomiar masy badanych kiełbas po kolejnych 3 h (w sumie po 6 h) charakteryzował się podobną zależnością – I i II próba utraciły w tym czasie średnio 1,83% wody, w przypadku próby III (suszonej w wyższej temperaturze i niższej wilgotności) strata ta wynosiła 2,24%, co stanowiło 0,41% więcej w stosunku do średniej z prób I i II. Kolejne ważenia badanych prób kiełbasy krakowskiej suchej wskazały na podobną zależność, tzn. próba III charakteryzowała się najczęściej większym od 0,35% do 1,36% ubytkiem masy w stosunku do średniej z prób I i II. Wyjątkiem były pomiary wagi pomiędzy 43 a 59 h suszenia,
kiedy to próby I i II charakteryzowały się większym ubytkiem masy niż próba III - o 1,54% pomiędzy 43 a 51 h suszenia oraz o 1,95% pomiędzy 51 a 59 h procesu. Ostatecznie jednak próba III kiełbasy krakowskiej suchej osiągnęła parametry wymagane przez producenta po 91 h od momentu wstawienia do suszarni, tracąc w tym czasie 28,23% masy. Próby I i II badanej kiełbasy do osiągnięcia pożądanych przez producenta strat potrzebowały w sumie 115 h przetrzymywania w kontrolowanych warunkach.

Zmiana parametrów procesu suszenia pozwoliła w przypadku kiełbasy krakowskiej suchej na skrócenie czasu przechowywania w suszarni o średnio 24 h, co stanowi około 21% czasu potrzebnego do uzyskania produktu gotowego. Jednak w produkcie wytworzonym w takich warunkach (próba III) dało się zauważyć zmiany jakościowe polegające na nierównomiernym wysuszeniu produktu, pojawieniu się głębokich pionowych marszczeń na osłonce oraz delikatnej brązowej otoczki. Kiełbasa z próby III charakteryzowała się ponadto trudnością w oddzieleniu osłonki od produktu, co w znaczącym stopniu rzutuje na zadowolenie klientów.

 

Wnioski

 

Na podstawie wyników przeprowadzonych badań można stwierdzić, że:

• największy wpływ na szybkość procesu suszenia badanych kiełbas miała średnica przekroju produktu (im była ona mniejsza tym czas suszenia był krótszy),
• próby suszone w pomieszczeniu suszarni o temperaturze 28+2°C oraz wilgotności powietrza 55+3% osiągnęły pożądany przez producenta ubytek masy w krótszym czasie, w porównaniu z próbami suszonymi w temperaturze 22+2°C oraz wilgotności powietrza 72+5%, przy czym dla kiełbasy krakowskiej suchej był on krótszy o 21%, dla kabanosów wieprzowych o 23%, dla kiełbasy myśliwskiej suchej o 46%,
• skrócenie czasu suszenia, poprzez zmianę wskazanych powyżej parametrów fizycznych w pomieszczeniu suszarni, wpłynęło negatywnie na cechy jakościowe badanych prób kiełbasy krakowskiej suchej oraz kiełbasy myśliwskiej suchej, natomiast w przypadku kabanosów wieprzowych efekt końcowy był pożądany.

 

Edytowane 31 Marca 2022 przez Maxell