[Trochę historii] Przetwarzanie i utrwalanie mięsa w dziejach świata

[Maxell]

Przetwarzanie i utrwalanie mięsa w dziejach świata

 

Ludzkość od zarania swojego istnienia spożywała mięso oraz miąższowe narządy wewnętrzne, pochodzące głównie od zwierząt łownych, zdobywanych przez naszych przodków w czasie polowania. Z czasem jednak człowiek udomowił i zaczął hodować niektóre zwierzęta na potrzeby własne, a następnie także na handel i przetwórstwo (tabela 1).

 

 

Pierwsze udomowiono renifery, owce i kozy, ok. 10000 - 7000 p.n.e. na obszarze Iranu, Syrii i Anatolii. Około 9000 p.n.e. człowiek rozpoczął hodowlę krzyżówek bydła azjatyckiego z dzikim turem, a także masowo zaczął wypasać świnie w lasach. W Europie Środkowej ok. 3500 p.n.e. zaczęto zaprzęgać bydło do radeł dając początek ornej uprawie roli, a ok. 2500 p.n.e. na ternie Polski rozwinęła się hodowla zwierząt (krzyżowanie bydła z dzikimi turami).

Człowiek podświadomie od samego początku zdawał sobie sprawę, że mięso jest jednym z najwartościowszych artykułów żywnościowych, bowiem dostarczało ono pełnowartościowego białka, witamin z grupy B oraz soli mineralnych. Rozwój świadomości i rosnący „obrót" mięsem zmusił człowieka do szukania skutecznych metod konserwacji jego nadwyżki, ze względu na szybkie psucie się mięsa. Suszenie, solenie oraz wędzenie stały się na tyle skuteczne, że do dziś są wykorzystywane w przetwórstwie mięsnym, a przy tym nadają wyrobom odpowiednie walory smakowo-zapachowe. Obecnie metody te uzupełniają się, zazębiają, a często praktycznie nie występują osobno (rysunek 1).

 

 

Wędzenie

 

Wędzenie należy do najdawniej znanych metod utrwalania żywności. Podsuszanie i pieczenie mięsa oraz ryb w dymie stosowały już ludy pierwotne, zabezpieczając w ten sposób zdobyte pożywienie.

Dym powstaje w wyniku wymieszania się z powietrzem gazowych, ciekłych i bardzo rozdrobnionych stałych produktów częściowego spalania drewna. Fazę rozpraszającą stanowią powietrze i składniki gazowe. W fazie tej znajduje się ok. 10% składników dymu. Fazę rozproszoną stanowią pozostałe składniki zawieszone w postaci małych kuleczek w fazie gazowej.

Dym wędzarniczy jest mieszaniną wielu związków chemicznych, których dokładna liczba nie jest znana. Obecnie określono ok. 120 składników dymu drzewnego, w którym jest 17 kwasów alifatycznych, 3 ketokwasy, 5 kwasów aromatycznych, 11 alifatycznych aldehydów, 2 dwualdehydy i ketoaldehydy, 8 aldehydów heterocyklicznych i aromatycznych, 14 ketonów, 9 alkoholi, 25 fenoli, 5 amin, 9 węglowodorów aromatycznych, 2 inne związki heterocykliczne oraz 2 estry.

W zależności od rodzaju użytego drewna, powstający dym w wyniku spalania różni się składem chemicznym. Dym z drewna dębowego i bukowego zawiera więcej kwasów niż z drewna świerkowego i sosnowego (tabela 2).

 

 

Również wilgotność drewna ma wpływ na jego jakość. Najbardziej pożądany skład dymu uzyskuje się z drewna zawierającego 20% wody, natomiast drewno zawierające 40% wody rozkłada się dwukrotnie dłużej niż zawierające 15% wody.

Wędzenie powoduje osuszanie oraz zamknięcie tkanek wędzonego produktu, który uzyskuje charakterystyczny połysk na powierzchni. Działanie dymu wędzarniczego można scharakteryzować jako:

• konserwujące na produkt, poprzez bakteriobójcze i bakteriostatyczne działanie zawartych w nim substancji (fenole, kwasy
  karbonylowe, aldehyd mrówkowy). Skuteczność bakteriobójcza dymu wędzarniczego rośnie wraz z jego gęstością. Przy wystarczająco dużej gęstości wrażliwsze na działanie dymu wędzarniczego są komórki wegetatywne bakterii. Na przykład 1-2 h wędzenia wystarczają do zabicia Staphylococcus sp. i Proteus vulgaris. Dodatkowo przez zawarte w dymie takie związki, jak fenole czy kwasy organiczne (mrówkowy, benzoesowy i salicylowy) działa on przeciwutleniająco na produkt;
• poprawiające barwę końcową produktu, dzięki istniejącym w dymie barwotwórczym częściom stałym, takim jak sadza czy smoła. Ponadto zachodzące reakcje pomiędzy substancjami znajdującymi się w dymie z białkami (szczególnie związków karbonylowych z grupami NH₂) przyczyniają się do tworzenia barwnych kompleksów (melanoidy). Fenole zaadsorbowane na powierzchni utleniają się i tworzą czerwone, brązowe i czerwonobrązowe związki barwne;
• nadające smak i aromat gotowego wyrobu. Są to najbardziej charakterystyczne cechy sensoryczne wędzonych produktów. Uważa się, że za zapach i smak wędzonkowy odpowiedzialnych jest wiele związków a do najważniejszych z nich należą m.in. gwajakol i jego pochodne, eugenol, fenol, krezole, związki karbonylowe oraz inne lotne związki rozpuszczalne w wodzie.

Proces spalania drewna uzależniony jest od wielu czynników, a do najważniejszych zaliczamy: gatunek drewna i jego wilgotność, dostęp tlenu oraz temperaturę spalania drewna. Obecnie znanych jest wiele sposobów wywołania pirolizy drewna, niezbędnej do procesu wędzenia. W zależności od stosowanej metody otrzymuje się dym o różnych właściwościach i tym samym różnej przydatności technologicznej (tabela 3).

 

 

Do wytwarzania dymu wędzarniczego stosowane jest przede wszystkim twarde drewno z drzew liściastych. Aby uzyskać pożądane cechy organoleptyczne niektórych wyrobów wykorzystuje się także dym z drewna drzew iglastych lub jałowca. Przykładem takiego produktu mięsnego jest szynka szwarcwaldzka, którą wędzi się wykorzystując drewno jodłowe, bardzo bogate w składniki żywiczne.

Rodzaj drewna zużytego do wytwarzania dymu ma częściowy wpływ na barwę produktu. Złotawożółte zabarwienie tworzy się pod wpływem dymu bukowego, jesionowego, klonowego i lipowego. Żółtawobrązowy odcień powstaje przy wędzeniu dymem z drewna dębowego, olchowego i orzechowego, a cytrynowy - z drewna akacjowego. Dym z drzew gatunków iglastych nadaje produktom ciemne zabarwienie. Rozwój techniki umożliwił zastosowanie różnych rozwiązań w technologii wędzenia. Obecnie wyróżnić można następujące sposoby wprowadzania składników dymu do wyrobów mięsnych:

• wędzenie owiewowe, które polega na działaniu dymu wędzarniczego poprzez „omywanie" wyrobów mięsnych zawieszonych na kijach wędzarniczych. Dym w tym wędzeniu wytwarzany jest metodą tradycyjną poprzez spalanie drewna i trocin przy niepełnym dostępie tlenu bezpośrednio w komorze wędzarniczej lub za pomocą odpowiednich urządzeń (dymogeneratory);
• wędzenie elektrostatyczne, które polega na umieszczeniu
  produktu poddawanego wędzeniu bezpośrednio w polu wyładowań tzw. koronowych. Do elektrody koronującej doprowadza się wysokie napięcie (20-60 kV), przy odpowiednim odstępie od uziemionego przenośnika;
• preparaty dymu wędzarniczego. Metody pozyskiwania aromatów wędzarniczych odkrył w 1955 roku dr Clifford Hollenbeck, zaś kilka lat później, w 1960 roku opatentował produkcję koncentratu dymu wędzarniczego. Handlową postacią preparatów dymu wędzarniczego jest ciecz o ciemnobrązowej barwie i o intensywnym fenolowo-dymnym zapachu. W przetwórstwie mięsa stosuje się różne nośniki do wprowadzania preparatów dymu wędzarniczego. Najczęściej jest to 2% roztwór preparatu w smalcu, ale również może to być sól kuchenna, słód, skrobia, żelatyna lub plazma krwi. Żelatyna i plazma krwi w postaci 5% roztworów umożliwiają wprowadzenie preparatów dymu wędzarniczego do solanki nostrzykowej, dlatego są one stosowane w produkcji wędzonek
  peklowanych metodą nostrzykową wieloigłową. Umożliwia to skrócenie czasu wędzenia nawet o 50% (tabela 4).

Preparaty dymu wędzarniczego na upłynnionym nośniku tłuszczowym (np. smalcu) lub na nośniku, którym jest sól warzonka wprowadza się do farszu podczas kutrowania lub przy produkcji wędzonek w czasie masowania, w ilościach przewidzianych recepturą, tj. najczęściej od 0,10% do 0,25% w stosunku do podstawowego składu surowcowego wyrobu. Oprócz cech aromatyzujących i koloryzujących koncentraty dymne mają też cechy przeciwutleniające, bakteriostatyczne i teksturujące. Wytworzony koncentrat dymu zawiera w roztworze wodnym wszystkie rozpuszczalne w wodzie składniki dymu oraz nierozpuszczalne w wodzie pozostałe składniki, które w procesie sedymentacji oddzielane są podczas składowania lub filtrowania. Wraz ze składnikami stałymi usuwane są także wszystkie materiały smoliste łącznie z wielopierścieniowymi aromatycznymi węglowodorami. W przemyśle mięsnym koncentraty dymu wędzarniczego dozowane są przeważnie poprzez atomizowanie (rozpylanie na drobne krople) lub rozpylanie płynnego dymu w urządzeniu wędzarniczym. Inne procesy stosowane w przemyśle mięsnym to natryskiwanie, zanurzanie, dodatek do solanki peklującej oraz bezpośredni dodatek do farszu lub do masy wędliniarskiej.
Przed obróbką cieplną roztwór płynnego dymu jest natryskiwany na towar, który ma być poddany wędzeniu lub towar ten jest skraplany. Różnica między natryskiwaniem i skraplaniem odnosi się do procesu technicznego. W przypadku natryskiwania do naniesienia płynnego dymu stosowane są dysze, a w przypadku skraplania używa się perforowanych blach, aby roztwór płynnego dymu nanieść na towar. Najnowocześniejszą i najpowszechniej stosowaną formą użytkowania płynnych preparatów dymu wędzarniczego, jest ich wykorzystywanie w procesie produkcji parówek metodą ciągłą (tabela 4).

 

 

Preparaty dymu wędzarniczego wytwarzano również w Polsce. Przykładem jest Bieszczadzki Rafinat Dymu Wędzarniczego (BRDW), produkt o wysokiej jakości. W międzynarodowej opinii zaliczany do jednego z technologicznie najlepszych oraz pod względem zdrowotnym najbezpieczniejszych ciekłych preparatów dymu wędzarniczego, ze względu na wysoki stopień oczyszczenia go w procesie rafinowania z niepożądanych związków chemicznych, a przede wszystkim z uwagi na niemal zupełne usunięcie z jego składu silnie rakotwórczego 3,4-benzopirenu i innych policyklicznych węglowodorów.

Dawniej stosowano jeszcze jeden sposób - tzw. wędzenie bez dymu. Kilogram sadzy drzewnej z komina zalewano dużą ilością miękkiej wody, najlepiej do tego nadawała się deszczówka, po czym gotowano pod przykryciem na niewielkim ogniu. Po kilkunastu godzinach, kiedy pozostała połowa płynu, zostawiano go na noc, czasami nawet na 24 godziny, aby płyn się dokładnie sklarował. Następnie bardzo delikatnie zlewano płyn przez sito lub gęste płótno i mieszano z solą, a gdy sól się rozpuściła zalewano peklowane i przygotowane do wędzenia mięso. Musiało ono być całkowicie zanurzone i pozostawać w zalewie od kilku do kilkunastu godzin w zależności od wielkości kawałka i gatunku mięsa. Dla słoniny czas ten wynosił 3-4 godziny, dla polędwic, półgęsek i kiełbas 12-16 godzin, a dla szynek nawet do 48 godzin. Po wyjęciu mięso obsuszano, wieszając w chłodnym i przewiewnym miejscu. Wędzone tym sposobem mięso miało jasnożółty kolor. Tak „uwędzone" mięsa, boczki i słoninę przechowywano w ciemnej, chłodnej i przewiewnej spiżarni lub piwnicy. Pilnowano, aby poszczególne kawałki nie stykały się ze sobą i aby do każdej sztuki był swobodny dostęp powietrza. Uwędzone kiełbasy przeznaczone do dłuższego przechowania smarowano stopionym smalcem, żeby ich osłonki nie wysychały nadmiernie, a potem rozwieszano na specjalnych drążkach.
Przed podaniem kiełbasy na stół wycierano ją ręcznikiem.

 

Solenie

 

Konserwowanie mięsa przez solenie było znane już około 4000 lat przed naszą erą zarówno w Chinach, jak i w Egipcie. Ten sposób utrwalania mięsa był stosowany również przez Arabów, a później przyjął się w Europie. Jako pierwsi zastosowali je Grecy, a następnie Rzymianie, a stąd solenie rozprzestrzeniło się na kraje leżące w basenie Morza Śródziemnego.

Mechanizm utrwalającego działania chlorku sodu w mięsie związany jest z odwodnieniem środowiska wskutek przenikania wody z tkanek do stężonego roztworu zewnętrznego oraz związania wody przez jony soli wnikające do mięsa. Podobnie jak każdy inny związek rozpuszczalny w wodzie, chlorek sodowy po wprowadzeniu do środowiska obniża jego aktywność wody, a tym samym podnosi ciśnienie osmotyczne. Wpływ chlorku sodowego polega na zmienianiu aktywności wody na korzystną lub niekorzystną dla drobnoustrojów, a także na stwarzaniu względnie uniemożliwianiu im warunków do bytowania.

Mimo że sól kuchenna od lat używana jako naturalny konserwant w stosunku do bakterii halofobowych i słabych halofilnych, jednak działania konserwującego tego związku do dziś całkowicie nie wyjaśniono. Istnieje kilka hipotez dotyczących tego zjawiska. Najczęściej przyjmuje się, że hipertoniczny roztwór otaczający komórkę powoduje odwodnienie jej treści. Prowadzi to do zmian strukturalnych wewnątrz komórki, w tym do oddzielenia się błony komórkowej od błony cytoplazmatycznej. Głębokie zaawansowanie tej zmiany jest przyczyną śmierci komórki. Z kolei inna teoria zakłada, że przyczyną śmierci jest osłabienie aktywności wewnątrzkomórkowych enzymów proteolitycznych, co wiąże się z wpływem NaCl na rybosomy. Częściowa utrata wody z mięsa powoduje wzrost ciśnienia osmotycznego wewnątrz komórki, co hamuje rozwój bakterii gnilnych oraz pleśni. Może to jednak grozić niebezpieczeństwem rozwoju mikroflory sololubnej (halofilnej). Dlatego też korzystniejsze jest łączenie solenia z innymi metodami utrwalania mięsa, np. chłodzeniem, peklowaniem czy wędzeniem. Jak wynika zatem z powyższego możliwość rozwoju drobnoustrojów jest uwarunkowana zawartością dostępnej dla nich wody. Optymalna aktywność wody dla ich rozwoju mieści się w zakresie 0,90-0,99 (rysunek 2).

 

 

Wartość minimalna a_w, przy której może jeszcze przebiegać rozwój mikroorganizmów zależy od ich rodzaju oraz od innych równocześnie działających czynników: temperatury, odczynu środowiska czy też obecności tlenu. Produkt uważany jest za stabilny mikrobiologicznie jeżeli a_w wynosi poniżej 0,96, co osiągnąć można już przy 4,5-5,0% dodatku soli. Wyższe stężenia chlorku sodu (18-20%) pozwalają na zakonserwowanie mięsa i jego przetworów bez obawy o odpowiednie obniżenie a_w, jednak produkty tego typu wymagają długotrwałego moczenia w wodzie (w celu odsolenia). Jako przykład żywności uzyskanej w ten sposób wymienić można charque, formę jerky, powszechnie znane i popularne w Ameryce Południowej, które otrzymuje się przez solenie i suszenie wołowiny bez kości w warunkach otoczenia. Tradycyjnie charque wytwarzane było z mięsa wołowego, owczego lub koziego. Cięto je w długie pasy, które moczono w solance od kilku do kilkunastu godzin (w zależności od wielkości kawałka), następnie odsączano i posypywano grubą solą. Nasolone kawałki mięsa układano w stosy i pozostawiano na noc. Następnego dnia mięso odwracano na drugą stronę a czynność tę powtarzano przez około 4 dni. Piątego dnia mięso suszono na słońcu przez ok. 2-3  dni. W czasie suszenia mięso traciło do 40% wody. Gotowy produkt (dobrze wysuszony) charakteryzował się 20-35% zawartością tkanki tłuszczowej, a zawartość soli wynosiła nawet do 15%.

 

Peklowanie

 

Metody solenia udoskonalił w latach dziewięćdziesiątych XIV wieku rybak flandryjski Pokel, od którego nazwiska pochodzi termin „peklowanie". Peklowanie wywodzi się zatem od solenia, lecz wymaga czegoś więcej niż tylko nacierania mięsa solą czy moczenia go w zalewie.
Peklowanie jest zabiegiem technologicznym o wielorakim znaczeniu.
Najistotniejsze jest kształtowanie nowej, korzystnej barwy mięsa i nadawanie mu korzystnych walorów smakowo-zapachowych, hamowanie jełczenia oraz rozwoju bakterii chorobotwórczych i gnilnych.

Mięso można peklować trzema podstawowymi metodami tj. na sucho, mokro i metodą kombinowaną (rysunek 3).

 

 

Peklowanie suche polega na wymieszaniu kawałków mięsa lub natarciu elementów mieszanką peklującą i ułożeniu ich w odpowiednich pojemnikach. Mięso drobne soli się mieszanką peklującą o składzie: 99,4% NaCl i 0,6% NaN0₂ (azotan (III) sodu, tzw. nitryt) lub mieszanką sporządzaną do peklowania wędlin surowo-wędzonych (fermentowanych) z udziałem: 98,2% NaCl, 0,4% NaN0₂ i 1,4% NaN0₃ (azotan (V) sodu, tzw. saletra). Peklowaniu mokremu poddaje się duże elementy mięsa. Zabieg ten polega na użyciu składników peklujących w postaci solanki. Najprostszą metodą peklowania jest peklowanie zalewowe. Drugą metodą jest peklowanie nostrzykowe, które wykonuje się za pomocą specjalnych urządzeń - nastrzykiwarek - wyposażonych w zestawy igieł z otworkami, którymi solanka jest wprowadzana do elementów pod odpowiednim ciśnieniem.

Peklowanie kombinowane to połączenie dwóch metod, np. nastrzykiwania doarteryjnego i zalewowego, suchego i zalewowego, nastrzykowego i zalewowego. W celu osiągnięcia pożądanych cech wyrobu, do solanek wprowadzono dodatek azotynu sodowego lub mieszaniny: azotanu sodowego lub potasowego i azotynu sodowego, cukru, kwasu askorbinowego, fosforanów i innych składników.

 

Suszenie

 

Suszenie mięsa lub ryb, dzięki promieniom słonecznym, wykorzystywano w krajach, w których klimat zapewniał dostatecznie szybkie odwodnienie produktu, zanim bakterie proteolityczne i pleśnie mogłyby spowodować zepsucie surowca. Metoda ta popularna była w rejonach gorących lub w strefie umiarkowanej, głównie tam gdzie wieją silne wiatry i powietrze np. wiosną i latem ma stosunkowo niską wilgotność, np. na wybrzeżach Norwegii czy Kanady.

Odpowiednio wysoka temperatura sprzyja szybkiemu odparowaniu wody z produktu, a to w znacznym stopniu hamuje rozwój bakterii, drożdży i pleśni. Aktywność wody wysuszonych produktów mięsnych mieści się zakresie 0,70-0,75 i jest wystarczająco niska, aby hamować rozwój chorobotwórczych bakterii. Utrata wody z produktu powoduje zmniejszenie jego pierwotnej masy, przez co wysuszony produkt jest lekki i łatwy do transportowania, a okres jego przydatności do spożycia może wynosić nawet kilkanaście miesięcy. Jednym z wielu tradycyjnych suszonych wyrobów mięsnych jest nikku, które wytwarzane było przez Eskimosów zamieszkujących Laponię oraz Arktykę. Pierwsze wzmianki o suszonym mięsie reniferów pochodzą z XVI-wiecznych ksiąg oraz od podróżników zdobywających Arktykę w XVII i XVIII wieku. Tradycyjnie nikku wyrabiano z mięsa reniferów, karibu, mięsa foczego, a nawet mięsa wielorybiego, które oczyszczano z nadmiaru tłuszczu, krojono w paski i suszono w słoneczne dni na mrozie.

Niska temperatura oraz wilgotność powietrza sprzyjały procesowi suszenia mięsa, w szczególności na terenach północnej Laponii, gdzie na przedwiośniu występują dostatecznie duże wahania temperatury sięgające od -30°C do +7°C. To one sprawiają, że mięso kruszeje i nabiera naturalnego aromatu. Swój niepowtarzalny smak suszone mięso zawdzięcza również innym cechom charakterystycznym dla tego regionu, takim jak wyraziste pory roku, skład pożywienia reniferów oraz tradycyjne umiejętności związane z wyborem surowca i produkcją mięsa reniferów.

Warunkiem szybkiego i skutecznego procesu suszenia jest odpowiednia wielkość kawałków mięsa, która powinna wynosić od kilku milimetrów do kilku centymetrów. W przypadku grubszych kawałków wskazane jest dodatkowe ich zabezpieczenie przez natarcie solą lub zanurzenie w solance o odpowiednim stężeniu. Dodatek soli w znacznym stopniu przedłuża trwałość gotowego produktu, a w szczególności zabezpiecza przed rozwojem bakterii oraz chroni w pewnym stopniu przed owadami.

Oprócz wymienionych korzyści suszenie mięsa ma pewne wady.
Suszony produkt narażony jest na wiele zanieczyszczeń, m.in. fizycznych, takich jak kurz czy piasek. Może również przyciągnąć owady, gryzonie a nawet ptaki. Dodatkowo mogą namnażać się w nim chorobotwórcze bakterie tj. Salmonella spp., E. coli, Listeria monocytogenes, których pierwotnym źródłem może być mięso oraz niehigieniczne warunki w czasie uboju, a także w późniejszym czasie podczas formowania produktu.

W tabeli 5 podano wartości a_w potrzebne do wzrostu bakterii, drożdży i pleśni.

 

 

Rozwój techniki spowodował również powstanie nowych metod
zabezpieczania surowców żywnościowych przed zepsuciem, do których zaliczyć można m.in. mrożenie i apertyzację.

 

Fermentacja

 

Fermentacja znana była już w czasach starożytnych, głównie w rejonie Morza Śródziemnego. Chiny oraz Południowo-Wschodnią Azję uważa się za kolebkę żywności fermentowanej, w której wykorzystywano naturalną mikroflorę występującą w surowcach mięsnych. Fermentacja zachodziła samoczynnie na skutek dogodnych warunków klimatycznych (odpowiednia temperatura i wilgotność powietrza). Pierwsze wzmianki o produkcji fermentowanej chińskiej kiełbasy làchàng, wyrabianej z mięsa koziego i jagnięciny datowane są na 689 r. p.n.e.

W 1940 r. Jensen i Paddock wyizolowali bakterie kwasu mlekowego (LAB - ang. Lactic Acid Bacteria) z rodzaju Lactobacillus, które następnie zostały użyte jako kultury startowe. Efektem tego było skrócenie czasu dojrzewania mięsa oraz uzyskanie produktów mięsnych o powtarzalnych cechach sensorycznych.

Obecnie kiełbasy surowe poddaje się dojrzewaniu w komorach klimatyzacyjno-wędzarniczych w zdefiniowanych warunkach.
W zależności od wymagań danego produktu stosuje się różny czas fermentacji i suszenia. Do najważniejszych czynników wpływających na przebieg procesu dojrzewania zaliczyć należy temperaturę, wilgotność względną powietrza, cyrkulację powietrza i dymu wędzarniczego. Czynniki te wpływają na kształtowanie kierunku przemian mikrobiologicznych i chemicznych w dojrzewającej wędlinie, a co jest z tym związane jakości końcowej wyrobu.

Dominującą mikroflorą w procesie fermentacji wyrobów surowo dojrzewających mięsnych są bakterie LAB, których końcowe produkty przemiany materii przyczyniają się nie tylko do przedłużenia trwałości, ale też do uzyskania korzystnego zapachu, smaku i tekstury. Oprócz szczepów nie należących do bakterii kwasu mlekowego, używa się także takich szczepów jak np. Micrococcus varians, Staphylococcus xylosus, Staphylococcus camosus czy Streptomyces griseus.

Branża mięsna podejmuje próby opracowania technologii produktów funkcjonalnych o cechach prozdrowotnych, w tym mięsnych wyrobów otrzymanych na drodze fermentacji przez probiotyczne kultury startowe. Szczepionki startowe są drobnoustrojami wyselekcjonowanymi, które wprowadza się w postaci czystej kultury lub kultur mieszanych. Jednak nadal stwarza to problemy techniczne. Zastosowanie zbyt wysokiej temperatury skraca czas fermentacji, przez co może się przyczynić do rozwoju niepożądanej mikroflory (tabela 6).

 

 

Natomiast niższa temperatura znacznie wydłuża czas trwania procesu fermentacji.

 

Chłodzenie i mrożenie

 

Utrwalanie i konserwowanie mięsa przez zastosowanie niskich temperatur znane było w czasach starożytnych. Czynnikiem chłodzącym były wówczas śnieg i lód. Wikingowie jako pierwsi zastosowali coś, co można by uznać za pierwowzór lodówki. We wnętrzu domu, z daleka od ogniska, kopano głęboki dół, na dnie którego umieszczano lód i śnieg. Dół wypełniano żywnością i przysypywano warstwą ziemi. Mięso w takiej „lodówce" mogło leżeć nawet kilka miesięcy i nie psuło się. Innym sposobem na przechowywanie żywności, w tym również mięsa, w dawnych czasach, było umieszczanie jej w zimnych, chłodnych miejscach, np. w jaskiniach i grotach.

Przekazy biblijne wskazują, że król Salomon (X w. p.n.e.) korzystał z mrożonych napojów podczas żniw, a Aleksander Wielki (356-323 r. p.n.e.) gustował w miodowo-lodowych nektarach i podobno organizował specjalne wyprawy żołnierzy w góry po lód. Podobne metody stosował w czasach cesarstwa rzymskiego Neron (37-68 r. n.e.), który oddawał się rozkoszom stołu, dzięki nektarowi i owocom dodawanym do śniegu i lodu przywożonych na jego specjalne życzenie z gór.

Z czasem człowiek zaczął wykorzystywać przekazywaną z pokolenia na pokolenie wiedzę na temat chłodzenia żywności i w czasie zimy, kiedy grubość tafli lodu była najgrubsza (styczeń, luty), gromadził lód naturalny z jezior i rzek. Wycięte tafle lodu transportowano do odpowiedniego pomieszczenia lub składowano na powietrzu. Aby zabezpieczyć lód przed topnieniem przykrywano go trocinami, a następnie ziemią. Tak zabezpieczona pryzma wystarczała od kilku do kilkunastu miesięcy.

Pierwszym twórcą urządzenia chłodniczego był Amerykanin Jacob Perkins. W 1834 roku zauważył, że niektóre płyny parując, przyczyniają się do schładzania. Skonstruował model urządzenia chłodniczego, które po pewnym czasie wytworzyło lód. W 1860 roku na rynek wprowadził to urządzenie szkocki drukarz mieszkający w Australii - John Harrison. Prawdopodobnie odkrył on efekt schładzania niezależnie od Perkinsa. W 1862 roku pojawiły się w sprzedaży pierwsze lodówki Harrisona. Skonstruował on również instalację chłodzącą w browarze Bendigo w stanie Wiktoria. W Europie, pierwszą lodówkę skonstruował w 1871 roku bawarski inżynier Karl von Linde. Urządzenie chłodzące produkujące lód wykorzystano w browarze Paten w Monachium, aby umożliwić produkcjępiwa latem. Środkiem schładzającym był eter metylowy lub amoniak. Pierwsze lodówki przedłużające świeżość jedzenia pojawiły się w domach zamożnych ludzi. Ich skuteczność i czas działania zależał jednak od dostarczanych do nich brył lodu, które umieszczano w specjalnych komorach. Kiedy lodu brakowało, lodówka przestawała chłodzić i żywność psuła się. Przełom nastąpił w 1913  roku, kiedy wyprodukowano pierwszą lodówkę elektryczną. Pojawiła się ona w Stanach Zjednoczonych i nazywano ją DOMELRE (DOMestic ELectric REfrigerator). Na chłodziarkę z zamrażarką trzeba było poczekać do 1939 roku. Pierwszym producentem, który wprowadził chłodziarki do domu przeciętnego człowieka, była firma Electrolux. W Polsce pierwsza lodówka elektryczna została wyprodukowana w 1956 roku we Wrocławiu.

Obecnie zamrażanie jest powszechnie stosowaną metodą pozwalającą zachować jakość oraz trwałość łatwo psującego się mięsa. Ponadto zamrażanie wraz z technologią zamrażalniczego przechowywania są niezastąpione przy zagospodarowaniu surowca mięsnego w okresie nadwyżek jego podaży na rynku.

Pod względem technologicznym proces utrwalania mięsa przez zamrożenie związany jest z równoczesnym działaniem dwóch czynników, tj. niskiej temperatury (od około -18°C do około -30°C) oraz znacznie obniżonej aktywności wody (do około 0,82-0,75) na skutek jej przemiany fazowej w lód. Zamrożenie powoduje zatrzymanie wzrostu bakterii i drożdży, znaczne spowolnienie procesów fizycznych i chemicznych oraz silne obniżenie aktywności enzymów endo- i egzogennych.

W przetwórstwie wykorzystywane są następujące metody zamrażalnicze:

• owiewowe - w strumieniu zimnego powietrza,
• kontaktowe - poprzez zetknięcie z powierzchnią, chłodzoną czynnikiem chłodniczym,
• immersyjne - w cieczach niewrzących,
• kriogeniczne - z zastosowaniem skroplonych gazów.

Okres przechowywania mięsa w stanie zamrażalniczym wynosi od 6 do nawet 24 miesięcy, zależnie od temperatury przechowywania i rodzaju mięsa. W temperaturze -30°C osiąga się niemal dwukrotnie dłuższy czas składowania niż w temperaturze -18°C.

 

Sterylizacja i pasteryzacja

 

Historia pasteryzacji i sterylizacji, w formie zbliżonej do obecnej, ma swój początek w latach 80. XIX wieku z chwilą zastosowania pierwszych urządzeń zamkniętych i ciśnieniowych do ogrzewania żywności. Wszystko zaczęło się jednak znacznie wcześniej. W końcu osiemnastego wieku (ok. 1795-1798 roku) Mikołaj Appert rozpoczął w miejscowości lvry-sur-Seine we Francji eksperymenty nad cieplnym utrwalaniem żywności, a pierwsze konserwy, były to konserwy mięsne, powstały w 1804 r. w Massy. Na cześć wynalazcy tę metodę konserwowania żywności nazwano apertyzacją.

Podstawą każdego procesu utrwalania konserw jest tzw. proces sterylizacji cieplnej, który polega na ogrzewaniu produktu w temperaturach przekraczających 100°C w celu praktycznie całkowitego termicznego zniszczenia drobnoustrojów i ich spor. Sterylizacja konserw odbywa się w urządzeniach zwanych autoklawami albo sterylizatorami. Przy wyznaczaniu warunków sterylizacji stosuje się najczęściej jako wzorzec drobnoustroje o dużej odporności termicznej, np. Cl. botullnum, Cl. sporogenes PA 3679 i Bacillus stearothermophilus FS1518. Sterylizacja poza unieszkodliwieniem drobnoustrojów ma za zadanie zniszczenie enzymów, jeżeli nie zostały one zniszczone w czasie wcześniejszych zabiegów technologicznych, jakim poddawany był surowiec. Utrwalanie cieplne zmienia właściwości odżywcze produktów. Długotrwałe ogrzewanie w autoklawie powoduje obniżenie wartości biologicznej. Sterylizacja powoduje także częściowy rozkład witamin zawartych w mięsie - głównie witamin z grupy B.

Najczęściej stosuje się sterylizację cieplną, w temperaturze 115-117°C. Jest to tzw. sterylizacja konwencjonalna. Stosować również można temperatury do 121-130°C przy jednoczesnym skróceniu czasu sterylizacji właściwej (niekiedy 2-3-krotne). Jest to tzw. sterylizacja typu HTST - High Temperature Short Time (wysoka temperatura – krótki czas). Przesłankę do stosowania tej sterylizacji jest możliwość zachowania w większym stopniu wartości odżywczej niż w przypadku sterylizacji konwencjonalnej. Równocześnie, podwyższając temperaturę sterylizacji, szybciej uzyskuje się wymagany poziom skuteczności sterylizacyjnej (Fo).

Obecnie stosuje się kilka sposobów sterylizacji konserw opartych na ciągłym lub okresowym działaniu, pionowe bądź poziome. Stosuje się m.in. urządzenia wsadowe parowe, wsadowe wodno-zalewowe, parowe przelotowe, parowe wsadowe, wodne wsadowe, parowo-hydrostatyczne czy płomieniowe. W 1974 roku, we Francji, firma Barriquand opracowała nowatorską technologię sterylizacji wprowadzając na rynek autoklawy natryskowe (oparte na opatentowanej koncepcji Steriflow®). W 2007 roku ta sama firma wyprodukowała pierwszy sterylizator z systemem SHAKA™. W takim autoklawie kosze z produktami są poruszane w poziomie z wysoką częstotliwością. Zaraz po zamknięciu koszy we wnętrzu urządzenia i uruchomieniu programu następuje wstrząsanie produktem. Rozwiązanie to pozwala zaoszczędzić czas i energię potrzebną do produkcji. Wstrząsy o częstotliwości 150 razy na minutę i amplitudzie 15 cm umożliwiają znacznie szybsze przenikanie ciepła do wnętrza opakowania. Wysoka częstotliwość pozwala na redukcję czasu obróbki cieplnej, umożliwia także sterylizację w znacznie wyższych temperaturach, nie powodując efektu wewnętrznego przypalania i przywierania produktu do ścianek opakowania. Testy wykazały znaczące zmniejszenie degradacji mikroelementów, takich jak witamina C - silnie podatnych na wysoką temperaturę. Używając autoklawu SHAKA™ można zmniejszyć ilość soli używanej w recepturze. Dzieje się tak dzięki zachowaniu oryginalnego smaku i zapachu produktu. SHAKA™ znajduje zastosowanie w procesie sterylizacji, pasteryzacji i gotowania praktycznie we wszystkich typach produktów i rodzajach opakowań.

Podstawowym warunkiem odpowiedniego wyjałowienia każdej partii i każdej konserwy z danego asortymentu z taką samą skutecznością, niezależnie od rodzaju sterylizatora, jest dokładność pomiaru i regulacji parametrów oraz wyrównanie temperatury w całej przestrzeni roboczej autoklawu niezależnie od rodzaju sterylizatora.

Z uwagi na trwałość, konserwy dzieli się na dwie grupy - tzw. konserwy półtrwałe tj. pasteryzowane oraz konserwy trwałe tj. sterylizowane. Konserwy sterylizowane mogą mieć trwałość wieloletnią. Znane są przypadki konserw, które otwarte po przeszło 100 latach okazały się jadalne, a stan ich był bardzo dobry. Przechowywanie konserw powinno przebiegać w warunkach chłodniczych, tj. w temp. około 0°C (nie niższej niż -1°C i nie wyższej niż +8°C) oraz wilgotności powietrza poniżej 80%.

 

Inne sposoby zabezpieczania mięsa przed zepsuciem

 

Jednym z podstawowych wyróżników jakości żywności, jak już zaznaczono, jest jej stan mikrobiologiczny. Ze względów zdrowotnych, z powodu na możliwość wystąpienia zatruć i zakażeń pokarmowych, jakość mikrobiologiczna ma znaczenie podstawowe. Surowe mięso narażone jest na zakażenia mikrobiologiczne w czasie jego manipulacji (np. przenoszenie tuszy z miejsca na miejsce, rozbiór itd.).

Istnieją dwa zagrożenia związane z obecnością mikroorganizmów w mięsie. Organizmy saprofityczne, jeśli rozwiną się w dużej liczbie, powodują pogorszenie cech smakowych i zapachowych, a w końcu całkowite zepsucie mięsa i jego przetworów. Z kolei organizmy chorobotwórcze mogą wywoływać zatrucia pokarmowe groźne dla zdrowia i życia. Przez wiele lat wśród ludzi notowano takie zatrucia, a do najczęstszych przyczyn tego typu zatruć (o podłożu mikrobiologicznym) zaliczyć można: zanieczyszczenie surowca, przetrzymywanie mięsa i produktów w warunkach niedostatecznego chłodzenia, niedostateczna obróbka cieplna, niedostateczna higiena produkcji. Aby temu zapobiec ludzie przez stulecia wypracowali wiele skutecznych metod zabezpieczania mięsa przed zepsuciem. Do najczęściej stosowanych domowych sposobów zaliczyć można:

• przechowywanie mięsa w cebuli i czosnku. Odpowiedniej wielkości kawałki mięsa nacierano rozdrobnionym czosnkiem i smarowano olejem, a następnie wkładano do garnka i obkładano ze wszystkich stron pokrajaną w krążki surową cebulą. Tak zabezpieczone mięso umieszczano w chłodnym miejscu. Zachowywało ono świeżość przez kilka dni. Sposobem tym najlepiej konserwowało się wołowinę, koninę, baraninę i dziczyznę, gdyż pod wpływem soku cebulowego i czosnkowego mięsa te kruszały;
• przetrzymywanie mięsa w oleju i warzywach. Tym sposobem można było „zabezpieczać" różne rodzaje i gatunki mięsa zwierząt domowych, dziczyzny, królików, nutrii oraz ptactwa domowego. W oleju i warzywach przetrzymywano mięso przeznaczone do pieczenia, smażenia czy duszenia. Oczyszczone i umyte warzywa takie jak marchew, pietruszka, seler, por, cebula krojono w plastry, następnie mieszano razem i dzielono na dwie części. Kolejną czynnością było przygotowanie mięsa tj. usuwanie kości, większych błon, ścięgien oraz części przekrwionych. Tak oczyszczone mięso myto i wycierano czystym kawałkiem płótna lub gazy. W dalszej kolejności mięso nacierano solą a potem olejem, po czym układano w odpowiednim naczyniu (np. kamiennym garnku) wypełnionym częściowo warzywami i pokrywano pozostałymi warzywami.
  Od góry garnek przykrywano odpowiednim wiekiem lub deseczką i przyciskano. W ten sposób przygotowane mięso mogło leżeć w chłodnym miejscu nawet do tygodnia. Mięso przetrzymywane w warzywach i oleju wykorzystywano do sporządzania różnego rodzaju potraw, np. do pieczeni, zrazów, gulaszu;
• przetrzymywanie mięsa w mleku lub w serwatce. W ten sposób przetrzymywano mięso delikatniejsze, takie jak cielęcina, mięso z królików czy nutrii. Oczyszczone mięso z kości, błon, nadmiaru tłuszczu myto w zimnej wodzie, wycierano a następnie zalewano chudym mlekiem lub serwatką. Następnie przechowywano je w zimnym pomieszczeniu nawet przez kilka dni. W tym czasie mięso nie tylko nie psuło się, ale nabierało przyjemnego smaku. Po wyjęciu z zalewy należało je opłukać i przyrządzać według receptury potrawy;
• przechowywanie mięsa w studni. W okresie letnim, kiedy dokonywano większej ilości uboju np. drobiu wychłodzone tuszki wkładano do pojemnika np. konwi po mleku, którą szczelnie zamykano i spuszczano na łańcuchu lub lince do studni. Tym sposobem można było przechowywać mięso przez 2-3 dni;
• przetrzymywanie mięsa w świeżych liściach pokrzyw. Do tego celu wykorzystywano świeże pokrzywy, rosnące z dala od gospodarstwa, aby uniknąć zanieczyszczenia odchodami zwierząt czy ptactwa domowego. Zerwane świeże pokrzywy myto z kurzu i osuszano. Odpowiedniej wielkości kawałek mięsa, oczyszczony z nadmiaru tłuszczu i błon, wkładano do naczynia (np. kamiennego garnka), w którym znajdowała się warstwa pokrzyw. Następnie mięso przykrywano pozostałą ilością pokrzyw. Można było też mięso owinąć pokrzywami, a następnie czystą szmatką i położyć na tacce czy innym płaskim naczyniu. Czynnikiem chroniącym mięso przed zbyt szybkim psuciem się jest kwas mrówkowy występujący w liściach pokrzywy;
• przechowywanie mięsa w occie polegało na zawinięciu go w czystą ściereczkę zmoczoną roztworem octu. Następnie mięso owijano pergaminem i umieszczano w chłodnym miejscu. Innym sposobem zabezpieczania mięsa było zalanie go zalewą octową, w skład której wchodził ocet, sól i woda. Tak przygotowaną mieszankę gotowano, studzono a następnie zalewano nią mięso i umieszczano w chłodnym miejscu;
• przechowywanie wędlin w życie było starą i wypróbowaną metodą. Uwędzone wędliny układano w beczce, w której na dnie znajdowała się warstwa suchego żyta. Następnie zasypywano ją suchym ziarnem, ponownie układano wędlinę i zasypywano ziarnem. Beczkę ustawiano w chłodnym, przewiewnym i suchym miejscu. Wędliny kontrolowano raz na miesiąc. Jeżeli żyto stawało się wilgotne, zsypywano je i suszono na słońcu.

Przyspieszone sposoby dojrzewania mięsa

 

Zastosowanie enzymów

 

Zastosowanie enzymów pochodzenia naturalnego w przemyśle mięsnym, niezależnie od źródła ich pochodzenia, jest coraz szerzej wykorzystywane w codziennej technologii. Enzymy mogą katalizować w sposób wybiórczy takie reakcje chemiczne i przekształcenia strukturalne związków, których nie można dokonać w inny sposób. Określony enzym katalizuje na ogół pojedynczą reakcję lub grupę ściśle spokrewnionych przemian chemicznych.
Dokonuje niejako selekcji wśród możliwych reakcji, wybierając jedną z nich.

W zakładach przetwórczych preparaty takie wstrzykuje się do tusz przez układ krwionośny w czasie ich wykrwawiania lub domięśniowo po ustąpieniu stężenia pośmiertnego. Szczególne korzyści przynosi to w przypadku przygotowywania potraw z wołowiny i baraniny, ze względu na dużą zawartość tkanki łącznej.
Korzystny wpływ preparatów enzymatycznych dotyczy głównie elastyny i białka tkanki łącznej, opornego na wszelkie procesy technologiczne. Modyfikacja enzymatyczna stosowana w przypadku mięsa rozdrobnionego wpływa na polepszenie właściwości funkcjonalnych białek, tj. rozpuszczalności, wodochłonności, kształtowanie konsystencji lub tekstury. Enzymatyczne metody teksturowania żywności opierają się głównie na wykorzystaniu specyficznych właściwości enzymów, które katalizują reakcje typu hydrolitycznego lub niehydrolitycznego. W reakcjach hydrolizy stosuje się częściowe zhydrolizowanie białek miofibrylarnych, co pozwala zmniejszyć ich podatność na synerezę i w ten sposób poprawić zarówno teksturę, jak i wodochłonność farszów po sterylizacji. Ujemny wpływ enzymów proteolitycznych na teksturę farszów uwidacznia się głównie przy zbyt powolnym narastaniu temperatury podczas jego ogrzewania. Uaktywnione w tych warunkach enzymy proteolityczne powodują hydrolizę białka, aż do chwili osiągnięcia temperatury ich pełnej inaktywacji, co w przypadku stosowania zbyt wysokich temperatur i długiego czasu ogrzewania może prowadzić do wtórnej degradacji wytworzonego żelu i pogorszenia tekstury farszu.

 

Marynowanie

 

Jest jedną z najstarszych metod stosowanych w procesie przyspieszonego dojrzewania mięsa. Polega na zanurzaniu mięsa w zalewach przygotowanych na bazie kwasów organicznych (octowy, mlekowy) czy serwatki. W taki sposób przerabia się mięso bogate w tkankę łączną a przeznaczone do pieczenia czy duszenia, szczególnie pochodzące ze starych zwierząt (wołowina, dziczyzna, baranina i konina). Stosowanie medium o obniżonej wartości pH przyczynia się do przyspieszenia procesu proteolizy poprzez kwaśną hydrolizę białek. Ponadto w środowisku takim częściowemu uwodnieniu ulega kolagen, dzięki czemu mięso szybciej mięknie w czasie obróbki cieplnej a zastosowane kwasy nadają dodatkowo specyficzny, pożądany smak i zapach.

 

Autorzy: Tomasz Krzywiński i Grzegorz Tokarczyk