Wędzenie, parzenie i pieczenie

[Maxell]

WĘDZENIE, PARZENIE I PIECZENIE

 

W procesie przerobowym surowców rzeźnych stosuje się różne zabiegi utrwalające przedłużające ich oporność na rozkład. Jednymi z powszechnie praktykowanych jest obróbka termiczna, która zmienia w wyrobach wyróżniki fizykochemiczne i zwiększa ich pożądalność sensoryczną. Działanie wysokiej temperatury na obrabiane mięso i jego przetwory odbywa się najczęściej w warunkach przebiegu procesu wędzenia, parzenia i pieczenia.

 

Zdjęcie pochodzi z naszej grupy na FB

 

Obróbka cieplna jest jednym z podstawowych procesów utrwalania stosowanych w przetwórstwie mięsa, który w praktyce prowadzi do otrzymania wyrobu o zmienionej wartości odżywczej i jakości sensorycznej. Działanie wysokiej temperatury wpływa na wiele przemian zachodzących w wyro­bach mięsnych, których wielkość jest uwarunkowana rodzajem zastosowanego procesu cieplnego i czasem jego trwania. Do zmian dokonujących się w trakcie oddziaływania cieplnego na­leżą głównie: zmiany wartości odżywczej, denaturacja białek, ubytki masy oraz zmiany barwy, zapachu, smaku i konsystencji. Najczęściej stosowane w przetwórstwie mięsa metody obróbki cieplnej (parzenie, pieczenie, wędzenie dymem gorącym, wędze­nie z pieczeniem) różnią się między sobą rodzajem środowiska przewodzącego ciepło (woda, powietrze, dym wędzarniczy), zdolnością nagrzewania wyrobu oraz sposobem przenoszenia energii cieplnej. Niezależnie od stosowanej metody obróbki, istot­nym czynnikiem kształtującym jakość wyrobów obrabianych ter­micznie jest przestrzeganie uzasadnionych technologicznie wa­runków prowadzenia obróbki. Proces obróbki cieplnej powinien umożliwić wyprodukowanie bezpiecznego zdrowotnie wyrobu o dobrej smakowitości i o preferowanych przez konsumentów cechach jakościowych, takich jak kruchość, soczystość, barwa i wygląd (struktura, konsystencja). Skuteczność utrwalającą cieplnie wyroby mięsne zapewnia uzyskanie przez nie w centrum geometrycznym temperatury na poziomie minimalnym wynoszą­cym 72°C.

 

Wędzenie

 

W celu traktowania wędzenia jako zabiegu utrwalającego cieplnie wyroby mięsne należy prowadzić ten proces z wykorzy­staniem dymu gorącego lub stosować wędzenie w połączeniu z pieczeniem. W tych technikach wędzenia znacznie mniejszą rolę pełnią działające utrwalająco składniki dymu wędzarniczego, a główne znaczenie ma efekt odwadniający oraz oddziaływanie cieplne, w wyniku którego poza zmniejszeniem zawartości wody następuje zwiększenie koncentracji soli kuchennej i środków peklujących oraz częściowa denaturacja białek. Osiągane warunki termiczne w trakcie prowadzenia wędzenia dymem gorącym lub wędzenia z pieczeniem wyrobów eliminują zagrożenie ze strony drobnoustrojów psychrofilnych, a umożliwiają tylko przeżycie niewielkiej liczby drobnoustrojów mezofilnych. Proces wędze­nia w wysokiej temperaturze prowadzi się najczęściej stosując stopniowy wzrost temperatury (fazowość procesu). Sprzyja to in­tensyfikacji tworzenia się barwników nitrozylowych, nadających wyrobom pożądaną, charakterystyczną barwę peklowniczą, co ma istotne znaczenie w produkcji wyrobów bez stosowania od­dzielnej fazy peklowania. W dalszym etapie przebiegu procesu wędzenia, dostarczana sukcesywnie dawka ciepła prowadzi do tworzenia się stabilnych nitrozylomiochromogenu i nitrozylohemochromogenu, które są pochodnymi barwników hemowych, typowymi dla peklowanych wyrobów obrabianych termicznie. Za­grożeniem dla stabilności tych związków jest tlen i światło, które działają na nie destrukcyjnie (rozpad do tlenku azotu, miochromogenu i hemochromogenu). Wysoka temperatura w czasie wędze­nia sprzyja również tworzeniu się karboksymioglobiny (Mb-CO), co jest wynikiem powinowactwa, pochodzącego z dymu, tlenku węgla do natywnej mioglobiny, tj. do tej jej pozostałości, która nie przereagowała wcześniej w procesie peklowania z tlenkiem azotu.

Wędzenie dymem gorącym prowadzi się w temperaturze wy­noszącej 70-85°C i praktykowane jest głównie w produkcji wyro­bów parzonych odpowiednio wstępnie przygotowanych (osusze­nie powierzchni). W efekcie wędzenie takim dymem powoduje tylko małe nasycenie wyrobów składnikami dymu, ale pozwala na obsuszenie i przypieczenie powierzchniowych warstw wyro­bów wędzonych, co działa na nie utrwalająco. Wyroby uzyskują w centrum geometrycznym najczęściej temperaturę na poziomie 40-50°C. Wędzenie skorelowane z pieczeniem charakteryzuje się często odrębną fazą produkcyjną (proces pieczenia), która prze­biega najczęściej w temperaturze od 80°C do 95°C w środowisku dymu lub bez jego dostępu. Obróbkę wędzarniczą tego typu prak­tykuje się w produkcji wędlin pieczonych i suszonych o relatyw­nie niskiej wydajności produkcyjnej. Wyroby takie (należą do nich kabanosy, kiełbasy jałowcowe i kiełbasy określane jako wiejskie) osiągają w centrum geometrycznym często temperaturę na po­ziomie znacznie powyżej 72°C, co działa utrwalająco. Sprzyjają temu relatywnie duże ubytki masy (sięga­jące często 30%), co prowadzi do odwod­nienia wyrobów i zatężenia w nich chlorku sodu i środków peklujących. W warunkach termicznych prowadzenia fazy pieczenia, w środowisku dymu wędzarniczego lub bez jego dostępu, pojawiają się w wyrobach mięsnych produkty brunatnienia nieenzymatycznego (produkty reakcji Maillarda), zwane melanoidynami, które kształtują w dużym zakresie barwę pieczonych wy­robów. Nabiera to szczególnego znaczenia w produkcji kiełbas produkowanych bez do­datku azotynu sodu.

 

Parzenie

 

Parzenie należy do metody obróbki cieplnej prowadzonej w środowisku wodnym o temperaturze od 74°C do 95°C, aż do osiągnięcia temperatury w centrum geometrycznym wyrobu na poziomie minimalnym wynoszącym 72°C. Daje to gwarancję do­brej trwałości parzonych wyrobów, mimo że wyróżniki jakościo­we charakterystyczne dla tej grupy towarowej uzyskuje się zaraz po przekroczeniu w centrum geometrycznym temperatury 68°C. Programując proces parzenia z tak niskim poziomem dogrzania należy jednak mieć na uwadze, że każde podwyższenie tej tem­peratury w istotnym stopniu powoduje wydłużenia trwałości wy­robu. W praktyce technologicznej uzyskanie temperatury 72°C w centrum geometrycznym staje się rozsądnym kompromisem pomiędzy uzyskaną dobrą jakością wyrobu parzonego, a jego pożądaną przechowalniczą trwałością. Niższy stopień dogrza­nia niż uzyskanie 68°C jest realnym zagrożeniem dla trwałości wyrobów parzonych, ponieważ nie niweluje ryzyka ewentualne­go rozwoju mikroorganizmów zakwaszających i drobnoustrojów powodujących zmiany w obrębie barwników hemowych i ich pochodnych (bakterie z rodzaju Lactobacillus i Streptococcus). Skuteczne parzenie, poprzedzone wędzeniem dymem gorącym, powinno spowodować, że wyrób gotowy nie będzie zawierał pałeczek G-ujemnych i laseczek beztlenowych. Proces parzenia niezależnie od jego temperatury mogą jednak przeżyć przede wszystkim enterokokki, ciepłooporne laktobacillusy, maczugow­ce z rodzaju Corynebacterium oraz przetrwalniki z rodzaju Bacillus i Clostridium.

Technologicznie proces parzenia stosuje się głównie w produk­cji wędzonek i kiełbas parzonych oraz w przygotowaniu wstęp­nym surowca mięsnego, podrobowego i tłuszczowego przezna­czonego do produkcji wyrobów garmażeryjnych, dań gotowych i wędlin podrobowych. Do wędzonek obrabianych termicznie zalicza się również wędzonki określane terminem wędzonek go­towanych, które - mimo takiego zaklasyfikowania - są również poddawane obróbce cieplnej prowadzonej w temperaturze typowej dla procesu parzenia.

Wskutek oddziaływania ciepła w procesie parzenia poszcze­gólne składniki mięsa, w tym głównie białka, ulegają istotnym zmianom. Tworzące się w tych warun­kach układy hydrofilne powodują wy­dzielanie części wody hydratacyjnej, co prowadzi do określonych ubytków masy. W procesie parzenia niepeklowanego mięsa dochodzi do powstawania metmioglobiny i jej denaturacji, co pro­wadzi do wystąpienia szarobrunatnego zabarwiania wskutek wytworzenia się metmiochromogenu. W produkcji wy­robów produkowanych z mięsa peklo­wanego następuje w takich warunkach tworzenie się nitrozylomiochromogenu o względnie trwałej, czerwonej barwie. Jakość wyrobów parzonych kształtują zachodzące przemiany w białkach mię­śniowych. Występująca denaturacja białek ma swój początek już w zakresie temperatury 45-48°C. Najwięcej białek ulega ścięciu jednak dopiero w przedziale temperatury od 50°C do 70°C. Z bia­łek miofibrylarnych najszybciej zmianom ulega miozyna, a z bia­łek hemowych mioglobina. Hemoglobina ulega zmianom dopiero w temperaturze około 69°C. W zakresie temperatury od 50°C do 55°C w podstawowych białkach miofibrylarnych następują trwa­łe zmiany destrukcyjne wiązań poprzecznych, co prowadzi do poszerzenia przestrzeni między włóknami. Następujący skurcz włókien mięśniowych przejawia się pogorszeniem kruchości ob­rabianego mięsa i jego wyrobów. W temperaturze ogrzewania wyższej od 55°C maleje twardość śródmięśniowej tkanki łącznej, co powoduje optymalną kruchość wyrobów parzonych w tempe­raturze zbliżonej do 60°C. Dalsze ogrzewanie, po przekroczeniu tej temperatury, powoduje pogorszenie kruchości wyrobu w wyni­ku postępującej denaturacji i twardnienia białek miofibrylarnych, pomimo pozytywnych dla poprawy kruchości zmian o charakte­rze degradacyjnym zachodzących w tkance łącznej.

Parzenie, powodujące denaturację białek łącznotkankowych, głównie kolagenu, którego włókna ulegają znacznemu skróceniu oraz pogrubieniu, prowadzi do mechanicznego wyciśnięcie wody z włókien międzymięśniowych oraz przestrzeni międzykomór­kowych. Efektem tego zjawiska jest deformacja tkanki mięśnio­wej, szczególnie jej części zawierającej grubsze warstwy tkanki łącznej włóknistej. Zmianom tego typu nie ulegają jednak włókna elastynowe i retikulinowe. Elastyna, mimo że pęcznieje to nie roz­kleja się nawet w temperaturze 100°C. Ogrzewanie prowadzone metodą parzenia, które przebiega zawsze w środowisku wodnym, powoduje początkowo pęcznienie włókien kolagenowych, co następnie prowadzi do ich kurczenia się aż do 1/3-1/4 pierwotnej długości. Zmiany te dokonują się po przekroczeniu temperatury wynoszącej 57°C. Przy dalszym ogrzewaniu parzelniczym i prze­kroczeniu temperatury wystąpienia skurczu kolagenu (cecha charakterystyczna dla każdego typu kolagenu) postępuje jego termohydroliza. Zjawisko to rozpoczyna się w temperaturze wy­noszącej w centrum geometrycznym wyrobu 63°C, by osiągnąć znaczną dynamikę po przekroczeniu temperatury 70°C. Kolagen w tych warunkach traci strukturę fibrylarną i pęczniejąc przecho­dzi wskutek żelatynizacji w rozpuszczalną glutynę. Zmiany te wpływają na poprawę kruchości parzonych wyrobów. O zakresie zmian w kolagenie decydują: długość obróbki parzelniczej i tem­peratura jej przebiegu oraz struktura kolagenu. Kolagen o delikat­niejszej, luźnej strukturze ulega rozklejeniu w temperaturze 70°C, natomiast kolagen o zwartej strukturze wymaga już temperatury 80°C oraz dłuższego czasu ogrzewania w dużej ilości wody.

Na skutek zbyt długiego parzenia mięsa dochodzi w nim do zu­pełnego rozpulchnienia tkanki. Właściwość ta jest wykorzystywa­na w produkcji wyrobów w formie dań gotowych, kiedy parzenie jest prowadzone nawet przez 3-6 godzin. Nadmierne przedłuże­nie procesu parzenia prowadzone w skrajnie wysokiej temperatu­rze prowadzi jednak do pewnej utraty związków aromatycznych i rozpuszczalnych białek, a mięso w konsekwencji uzyskuje struk­turę o niepożądanych cechach (mięso łykowate, suche i twarde). Proces parzenia mięsa zawsze staje się przyczyną znacznych ubytków witamin z grupy B (tiaminy, ryboflawiny, pirydoksyny, kwasu pantotenowego, kwasu nikotynowego), z których najmniej oporna termicznie jest tiamina. Zakres wielkości strat witamin jest efektem działania wysokiej temperatury i równocześnie wy­stępującej ekstrakcji wodą.

W praktyce produkcyjnej stosuje się zabiegi obróbki cieplnej w środowisku wody zbliżone do parzenia, prowadzone w tempe­raturze 80-100°C i określane jako obgotowywanie i gotowanie. Obgotowywanie jest krótkotrwałym parzeniem (temperatura po­niżej 100°C) lub gotowaniem (temperatura 100°C), które powo­duje tylko denaturację białek na powierzchni i w zewnętrznych warstwach wyrobu oraz niszczy mikroflorę znajdującą się na powierzchni mięsa lub podrobów. Praktyczne zastosowanie obgotowywania sprowadza się do obróbki surowców przeznaczo­nych do produkcji wyrobów garmażeryjnych, wędlin i konserw podrobowych oraz dań gotowych. Proces ten umożliwia wtedy produkowanie wyrobów mięsnych o właściwej strukturze, konsy­stencji i składzie. Parzenie w praktyce produkcyjnej zastępowane jest niekiedy gotowaniem, które odbywa się w środowisku wod­nym o temperaturze około 100°C. Zmiany zachodzące wówczas w obrabianym w ten sposób surowcu są analogiczne jak w przy­padku parzenia, ale o dużo większym stopniu zaawansowania (stopniu pęcznienia i rozklejenia kolagenu). Z tego względu go­towanie, poza wykorzystywaniem w obróbce wstępnej surowców mięsnych i podobnych, znajduje zastosowanie w produkcji niektórych mięsnych dań gotowych, szczególnie zamykanych w opakowaniach hermetycznych. Ubytki masowe w procesie go­towania są stosunkowo duże i wynoszą od 24% (wieprzowina) do nawet 53% (chuda wołowina). Mimo takich wielkości ubytków masy gotowanie staje się często technologiczną koniecznością w przygotowaniu do produkcji skórek, mięsa z głów i podrobów (np. ozorów). Proces w takich przypadkach należy prowadzić tak długo, aż dojdzie do daleko posuniętej termohydrolizy kolagenu. Umożliwi to wtedy łatwe oddzielenie mięsa od kości oraz uzyska­nie pożądanej miękkości obrabianych surowców. Coraz częściej proces ten prowadzi się w temperaturze poniżej 100°C, co pozwala na uzyskanie mniejszych ubytków i zachowanie lepszej wartości odżywczej surowców. W praktyce prowadząc proces wstępnej obróbki cieplnej surowców w temperaturze 80-95°C przeznaczonych do produkcji wyrobów podrobowych i mięsnych uzyskuje się wielkości ubytków masy, które są determinowane długością trwania procesu (tab. 1).

 

Tabela 1.

Ubytki masy poszczególnych surowców podczas obróbki cieplnej w temp. 80-95°C

 

Prowadząc długi proces gotowania mięsa zamkniętego w opakowaniach hermetycznych uzyskuje się pożądany sos (wy­ciek cieplny) i właściwą konsystencję wyrobu (miękkość), co jest cechami pożądanymi w tej grupie wyrobów mięsnych.

 

Pieczenie

 

Pieczenie jest procesem obróbki cieplnej polegającym na działaniu na wyrób gorącym powietrzem o temperaturze 85-250°C. Działanie to odbywa się bez udziału środowiska wody i tłuszczu. Dobór właściwej temperatury pieczenia uzależniony jest od rodzaju pieczonego wyrobu i jest istotnym czynnikiem wpływającym na jego jakość końcową gotowego wyrobu i jego wydajność produkcyjną. Proces pieczenia stosuje się przede wszystkim w produkcji wędlin pieczonych (suszone kiełbasy, wędzonki niskowydajne) oraz w produkcji pasztetów i mięsa pieczonego. W pierwszym przypadku praktykuje się wtedy sto­sowanie temperatury w zakresie 85-95°C, a w drugim na pozio­mie 110-250°C. Warunki termiczne praktykowane w procesie pieczenia nie niszczą opornych endospor wytwarzanych przez mezofile należące do fakultatywnych beztlenowców z gatunku Bacillus subtilis, które mogą później wytwarzać proteazy i amylazy. Rozwojowi tych bakterii nie przeszkadza relatywnie niższa aktywność wody występująca w wyrobach pieczonych i na­stępnie suszonych, która często sięga w przypadku kabanosów poziomu aw=0,919. W efekcie wzrostu tych drobnoustrojów obserwuje się w trakcie przechowywania wyrobów niekorzyst­ne śluzowacenie, co pogarsza ich jakość i ogranicza trwałość. Pewnym zagrożeniem dla jakości wyrobów pieczonych jest także rozwój w nich bakterii z gatunku Bacillus cereus. Te wzrastające w warunkach tlenowych i należące do względnych patogenów bakterie mają zdolność do wytwarzani ciepłoopornych spor, któ­re doskonale wytrzymują warunki prowadzenia pieczenia. Pozo­stające po obróbce cieplnej w wyrobach pieczonych produkują proteazy, które obniżają jakość tych wyrobów. Produkty pieczone są ponadto narażone na rozwój pleśni, którym sprzyja wartość aktywności wody na poziomie charakterystycznym dla tej grupy wyrobów.

Po przekroczeniu w czasie pieczenia temperatury w centrum geometrycznym wyrobu wynoszącej 70°C i działającej dość dłu­go, uzyskuje się wystąpienie w wyrobach zmian typowych dla wyrobu pieczonego (smak, zapach, barwa na przekroju). Warunki tak prowadzonego procesu powodują skracanie włókien mięśnio­wych i znaczny ubytek masy, co prowadzi do zmian w zakresie kruchości i soczysto­ści wyrobów. Charakteryzują się one wtedy bardziej zwartą i zbitą konsystencją, wyka­zują dobrą kruchość, ale jednak przy mniej­szej soczystości. Efektami stosowanej obróbki można regulować poprzez udział komponentu tłuszczowego w surowco­wym składzie recepturowym wyrobu oraz optymalizacją czasu trwania procesu. Zbyt długie prowadzenie pieczenia, szczegól­nie w temperaturze przekraczającej 90°C, może spowodować pirolizę zachodzącą w białkach, która determinuje niekorzystne zmiany smakowitości.

Poddając pieczeniu wyroby garmażeryjne (np. pasztety) i mięso w postaci półfabrykatów najlepiej jest prowadzić ten proces w układzie fazowym. W I fazie powinno się wtedy za­stosować wysoką temperaturę, sięgającą nawet 250°C, aż do uzyskania tzw. zarumienienia powierzchni wyrobu. Po uzyska­niu tego efektu można dalej prowadzić proces w temperatu­rze od 130°C do 200°C tak, aby utrzymywało się relatywnie długo niedopieczenie centrum wyrobu, ale zarazem, żeby nie stał się on zbyt suchy i twardy. Pierwszemu zjawisku (niedopieczeniu) sprzyja zbyt wysoka, natomiast drugiemu (suchość i twardość wyrobu) nadmiernie niska temperatura pieczenia. W praktyce produkcyjnej proces pieczenia jest często stosowany również jako faza kończąca obróbkę parzenia, co pozwa­la na uzyskanie efektu zarumienienia powierzchni produktów parzonych.

Wysoka temperatura procesu pieczenia praktykowana w pro­dukcji wyrobów garmażeryjnych (pieczenie mięsne, pasztety) i mięsa pieczonego wywołuje gwałtowne parowanie wody z po­wierzchni wyrobów. Tkanka mięśniowa ulega wtedy skurczeniu, a woda wraz z rozpuszczonymi w niej białkami i składnikami mineralnymi zostaje wyciśnięta na ich powierzchnię. Tworząca się w tych warunkach, po odparowaniu wody, sucha warstwa zabezpiecza obrabiany produkt przed wypływem soków z głęb­szych warstw i w ten sposób wpływa korzystnie na zachowanie wartości odżywczej i smakowitości wyrobu. Wadą tego zjawiska jest utrudnienie przez powstałą suchą warstwę przenikania cie­pła do wewnętrznych warstw wyrobu, co wymusza zastosowa­nie odpowiednio dłuższego czasu pieczenia i prowadzenie go w wyższej temperaturze. Warunki przebiegu pieczenia powinny być więc zawsze determinowane przez zachodzące zmiany fi­zykochemiczne, które określają, kiedy produkt pieczony staje się miękki, kruchy i posiada pożądany stopień soczystości. W miarę postępującego przechodzenia przez wyrób energii cieplnej postępuje denaturacja białek, a włókna mięśniowe ulegają skurczeniu. Obecna woda w obrabianym wyrobie umożliwia termohydrolizę kolagenu, a tłuszcz stanowiący komponent składu recepturowe­go wytapia się, przenika tkankę i kształtuje soczystość pieczone­go wyrobu. Współuczestniczący w zachodzących zmianach pro­ces denaturacji białek zwiększa ich przyswajalność. Zachodzące zmiany w białkach powodują, że tkanka mięśniowa rozluźnia się, a łączna rozkleja się.

Pod wpływem wysokiej temperatury pieczenia zachodzą w obrabianych wyro­bach reakcje Maillarda, których natężenie przejawia się zmianami zachodzącymi, szczególnie w warstwie zewnętrznej wyrobów pieczonych. Te procesy nieenzymatycznego brunatnienia kształtują w dużym stopniu barwę i aromat produk­tów pieczonych. W wytwarzających się w temperaturze pieczenia substancjach smakowo-aromatycznych znaczącą rolę odgrywa względnie egzogenny, aroma­tyczny aminokwas zwany histydyną (zawiera w swojej budowie aromatyczny pierścień imidazolowy).

Efektem pieczenia, szczególnie prowadzonego w wysokiej temperaturze, są dość duże ubytki masy, związane z wytopie­niem tłuszczu oraz utratą wody przez parowanie. W celu zabez­pieczenia produktów przed dużą skalą tego typu zjawisk można stosować podlewanie pieczonych wyrobów wodą lub bulionem, względnie prowadzić pieczenie w wilgotnym powietrzu. Obec­ność wprowadzonej dodatkowej ilości wody obniża temperaturę wytapianego tłuszczu, co zapobiega jego rozkładowi, a jedno­cześnie parująca później woda wpływa na zmiękczenie tkanki pieczonego produktu. Dobrym rozwiązaniem jest pieczenie pół­fabrykatów w foliach aluminiowych lub w tzw. rękawach formo­wanych z tworzywa sztucznego, które wytrzymuje wysoką tem­peraturę pieczenia.

 

Autor: dr Jerzy Wajdzik