Czynniki poubojowe kształtujące jakość wieprzowiny

22 maszyny i technologie Czynniki poubojowe kształtujące jakość wieprzowiny Parametrami charakteryzującymi jakość mięsa, w tym również wieprzowego są jego cechy sensoryczne, właściwości technologiczne i wartość odżywcza. Jakość każdego gatunku mięsa zależy od wielu zmiennych elementów i kształtują ją następujące grupy czynników: czynniki przyżyciowe: rasa, typ użytkowy, chów, postępowanie przedubojowe z żywcem: transport, warunki środowiskowe, zmienność trybu życia zwierząt, czynniki poubojowe: chłodzenie i przemiany poubojowe. Z grupy czynników poubojowych istotny wpływ na wyróżniki jakościowe mięsa i jego trwałość mają warunki prowadzenia wychładzania poubojowego, które powinny umożliwiać optymalny przebieg procesów zachodzących w tkankach po uboju. Procesom tym towarzyszy postępująca zmiana histologicznych, fizycznych, fizykochemicznych i fizjologicznych wyróżników jakości mięsa. Równolegle z tym zmienia się przydatność technologiczna i wartość odżywcza mięsa. Technika i metody chłodzenia poubojowego Nowoczesne techniki chłodzenia poubojowego półtusz wieprzowych podlegają modyfikacjom idącym w kierunku systemów, w których stosuje się niskie temperatur w zakresie gwarantującym uzyskanie ubytków masy na zadawalająco niskim poziomie oraz równocześnie osiągnięcie wysokiej jakości mięsa. W praktyce osiąga się to stosując technologie i techniki zapewniające utrzymanie w pomieszczeniach chłodniczych wysokiej wilgotności względnej powietrza przy niskiej temperatury. Wychładzanie po uboju ciepłych półtusz od temperatury ok. 42 C do temperatury nie wyższej niż 7 C mierzonej w szynce może odbywać się najbardziej skuteczną i efektywną metodą jednostopniową. Właściwie dobrane parametry procesu oraz wielkość pomieszczeń chłodniczych w tym systemie gwarantuje wyeliminowanie wystąpienia niekorzystnych zmian autolitycznych określanych jako zaparzenie prowadzących w skrajnej postaci do głębokiej kwaśnej fermentacji (tzw. sztych) mięsa. W konwencjonalnych systemach jednostopniowego chłodzenia półtusze są umieszczane w chłodni o temperaturze wynoszącej 0 2 C, prędkości przypływu powietrza - 0,5 4 m/s i wilgotności względnej na poziomie 80 90%. W metodzie tej występuje stosunkowo długi czas wychładzania (18 24h), a ubytki masy przekraczają 2%. Towarzyszy temu jednak obsychanie powierzchni zewnętrznej co przynosi korzyści natury higienicznej wpływające pozytywnie na wydłużenie trwałości mięsa. W zmodyfikowanych systemach jednostopniowych stosuje się natomiast następujące rodzaje wychładzania określane jako: szokowe, ultraszybkie, we mgle (metoda powietrzno- natryskowa). Chłodzenie szokowe i ultraszybkie odbywa się w tunelu o temperaturze ujemnej połączonym z chłodnią właściwą, w której następuje późniejsze wyrównanie temperatury. W metodzie szokowej założony efekt wychłodzenia (temperatura mierzona w szynce poniżej 7 C) uzyskuje się po upływie 16 18 h. Proces przebiega najpierw w tunelu o temperaturze -5 (-8 C) przy wilgotności względnej- minimum 90% i prędkości przepływu powietrza cd. str. 24

24 maszyny i technologie wynoszącej 1 4m/s. Po ok. 120 min. następuje wyrównywanie temperatury w chłodni (temperatura 0 (-1 C), szybkość ruchu powietrza 0,2 m/s).w metodzie ultraszybkiej stosuje się natomiast temperaturę w tunelu na poziomie -15 (-30 C), wilgotność względną 100% i szybkość przepływu powietrza wynoszącą 2 4m/s. Po upływie ok. 1h następuje wyrównanie temperatury w chłodni o temperaturze -3 (-5 C) i szybkości przepływu powietrza ok. 0,2 m/s. Faza ta trwa 11 13 h. Wychładzanie poubojowe we mgle pozwala natomiast na osiągnięcie najlepszych efektów ekonomicznych ale dyskusyjne okazują się aspekty higieniczne. Proces odbywa się bowiem w I fazie przy względności względnej wynoszącej 100% w temperaturze mgły natryskowej wynoszącej 10 20 C stosowanej przez okres 4 7 h (szybkość przepływu powietrza 3 m/s). Wyrównanie temperatury następuje w ciągu następnych 11 14 h przy wilgotności względnej ok. 95% i prędkości przepływu powietrza na poziomie 0,2 m/s. Przy doborze systemu wychładzania poubojowego oraz jego parametrów należy brać pod uwagę: czas wychładzania, wielkość ubytków masy, higienę powierzchni półtusz, jakość mięsa, ekonomię procesu. Zachodzące w czasie wychładzania pożądane zjawisko obsychania powierzchni półtusz jest skorelowane z wielkością ubytków masy i równocześnie przeciwdziała wzrostowi niepożądanej mikroflory, w tym gnilnej. Zbyt długo utrzymująca się wilgotna powierzchnia półtusz w początkowym stadium procesu oraz towarzysząca jej wysoka temperatura mięsa stwarza warunki do namnażania się bakterii psychrotrofowych. Sprzyjają temu warunki prowadzenia wychładzania, szczególnie temperatura powyżej 2 C i wysoka wilgotność względna powietrza. Szybkie i odpowiednio wczesne wychłodzenie powierzchni półtusz zapobiega wzrostowi mikroflory na początku procesu. W praktyce można to osiągnąć stosując temperaturę wynosząca ok. -20 C działająca przez minimum 55 minut. Następujące później obsuszanie powierzchni wraz z postępującym dalszym wychładzaniem ogranicza rozwój drobnoustrojów G (-). Należy mieć na uwadze również fakt, że możliwie szybkie wychładzanie półtusz wieprzowych wpływa korzystnie na właściwości technologiczno- przerobowe mięsa i jego jakość. Niskie temperatury powodują bowiem spowolnienie reakcji enzymatycznych oraz zahamowanie rozwoju mikroflory na powierzchni mięsa. W rezultacie skuteczne chłodzenie pozwala na przechowywanie wychłodzonego mięsa do kilkunastu dni nie powodując istotnych zmian w jego strukturze. Jednocześnie właściwie zaprogramowany proces wychładzania półtusz wieprzowych powinien umożliwić optymalne tempo spadku wartości ph w tkance mięśniowej wpływające na dynamikę przebiegu procesów glikolitycznych (glikogenoliza) i zapobiegające powstawaniu wad mięsa. W przypadku półtusz wieprzowych o normalnym przebiegu procesu glikolizy bardzo duża szybkość wychładzania może jednak stwarzać niebezpieczeństwo pojawienia się skurczu chłodniczego. Zjawisko to występuje przed pojawieniem się stężenia pośmiertnego (rigor mortis) lub w trakcie jego trwania jako efekt gwałtownego obniżenia się temperatury mięsa w momencie, kiedy rozpad wysokoenergetycznego ATP jest stosunkowo mało zaawansowany. Pozostające w stanie silnej kontrakcji włókna mięśniowe w takich warunkach powodują nieodwracalne pogorszenie się kruchości mięsa i zwiększenia jego twardości. Zmiany poubojowe W procesie przemian poubojowych kształtujących jakość wieprzowiny największe znaczenie mają zmiany surowca białkowego jakim cd. str. 26

26 maszyny i technologie jest mięso. Zasadnicza część tych autolitycznych procesów stanowi efektywność aktywności aparatu enzymatycznego zarówno tkankowego jak i drobnoustrojowego, a w tym przede wszystkim bakteryjnego. Całokształt zmian poubojowych można podzielić na zespoły przemian przebiegające w następujących po sobie etapach, a mianowicie: poubojowe stężenie pośmiertne, dojrzewanie. W praktyce stężenie poubojowe można jednak uważać jako wstępną fazę dojrzewania. W czasie tych przemian w tkance mięśniowej zachodzą procesy biochemiczne, które zmieniają obraz morfologiczny tkanki oraz właściwości fizykochemiczne mięsa. Rezultatem tych przemian jest przede wszystkim wykształcenie pożądanych cech jakościowych. Wśród zachodzących procesów szczególne znaczenie ma wtedy rozpad węglowodanów, nukleotydów, białek i tłuszczów. Stężenie poubojowe Powstałe warunki w mięsie po uboju powodują, że glikogenoliza zachodzi w warunkach beztlenowych powodując nagromadzenie się kwasu mlekowego powstającego z rozkładu glikogenu. Efektem tego procesu jest spadek wartości ph mięsa z alkalicznej (7,3 7,4) do poziomu 5,4 5,6. Proces zakwaszania poubojowego rozpoczyna się już w ciągu 1 3 godzin od uboju. Natomiast ultymatywna wartość końcowa (ph Ult.)jest osiągnięta z chwilą ustąpienia glikogenolizy co najczęściej ma miejsce po około 18 24h od uboju i jest uzależnione od systemu oraz techniki chłodzenia. Spadek wartości ph odgrywa również ważną rolę w aspekcie higienicznym hamując rozwój niekorzystnej mikroflory, szczególnie proteolitycznej. Uzyskanie i utrzymanie najniższej końcowej ultymatywnej wartości ph poza przeciwdziałaniu procesom gnilnym, wpływa pozytywnie na właściwości fizykochemiczne mięsa zapewniając dodatkowo większą jego trwałość. Proces stężenia poubojowego jest determinowany rozkładem zawartych w mięśniach nukleotydów, a szczególnie wysokoenergetycznego ATP jako rezultatu wzrostu aktywności ATP-azy miozynowej. Na dynamikę i intensywność przebiegu rigor mortis wpływa rodzaj mięśni, otłuszczenie półtusz i temperatura otoczenia. Objawy stężenia (sprężystość, konsystencja mięsa) są bardziej wyraźne w półtuszach wolniej wychładzanych. Natomiast zbyt szybkie obniżanie temperatury w mięsie po uboju jeszcze przed wystąpieniem fazy stężenia pośmiertnego może prowadzić do niekorzystnego pogorszenia kruchości mięsa. W pierwszej fazie przemian bezpośrednio po uboju (pre- rigor mortis) mięśnie charakteryzują się wysoką elastycznością, kruchością ale małą sztywnością. Z każdym kolejnym etapem przemian kruchość mięsa obniża się, mięso traci elastyczność i następuje gwałtowne usztywnienie w wyniku powstawanie kompleksu aktomiozyny. W rezultacie mięśnie cechują się dużą twardością i sztywnością oraz najgorszą kruchością. Zanikanie ATP i ograniczone możliwości jego resyntezy powoduje w konsekwencji brak energii z jego rozpadu co uniemożliwia rozbicie kompleksu aktomiozyny. Efektem tego jest brak pożądanej plastyczności mięsa. Zmiany w czasie stężenia poubojowego nie dotyczą natomiast białek łącznotkankowych. Niekorzystne cechy związane ze stężeniem poubojowym zanikają dopiero po jego ustąpieniu, które ma miejsce w kilkanaście godzin po uboju (18 30 h) i zależy od temperatury otoczenia, stężenia jonów wodorowych oraz grubości mięśni. Zdarza się, że stężenie pośmiertne zanika w pełni dopiero po 2 dobach chłodniczego magazynowania mięsa półtuszach co w dużym stopniu ogranicza w czasie przydatność przerobową takiego mięsa. Dojrzewanie mięsa Rozpad węglowodanów i nukleotydów w trakcie zmian poubojowych przyczynia się do uruchomienia endogennych przemian białek zlocd. str. 28

28 maszyny i technologie kalizowanych we włóknach mięśniowych, których produkty wpływają istotnie na strukturę oraz parametry fizykochemiczne mięsa. Do zmian tych zaliczamy procesu autolityczne określane terminem dojrzewanie mięsa. Na zakres biochemicznych przemian zachodzących w czasie dojrzewania mięsa składa się zespół procesów enzymatycznych powodujących przemiany frakcji białkowej, jak również związków wyciągowych. Wynikiem przemian związków wyciągowych jest pożądana zmiana profilu smakowego i zapachowego mięsa wieprzowego. Przemiany w białkach prowadzą natomiast do zmian w zakresie budowy histologicznej, konsystencji, barwy, wodochłonności, strawności i wyróżników jakości mięsa. Autolityczne przemiany w czasie dojrzewania są w dużym stopniu efektem działania tkankowych enzymów należących do grupy proteaz. Uwalniane z lizosomów katepsyny wykazujące swoją aktywność przy wartości ph< 6,0 powodują zmiany strukturalne tkanki łącznej wpływając na wzrost rozpuszczalności kolagenu. Endogenne proteazy sarkoplazmatyczne (kalpainy) są aktywowane przez jony Ca+² i uwalniane z sieci sarkoplazmatycznej. Powodują one w efekcie hydrolizę niektórych białek (titina, nebulina, tropomiozyna, desmina) oraz wpływają na destabilizację oporności struktury białkowej, czyniąc ją bardziej podatną na działanie innych proteaz komórkowych. Rezultatem procesów wywołanych działaniem enzymów proteolitycznych jest lepsza zdolność wiązania wody przez białka i wzrost soczystości mięsa. Proteoliza białek zachodząca pod wpływem działania enzymów prowadzi ponadto do wzrostu pożądanej kruchości mięsa. Efekt ten jest wynikiem następującego rozluźnienia połączeń pomiędzy miofibrylami a sarkolemmą. Zachodzące zjawiska sprzyjają większej zdolności zatrzymywania wody zmniejszając tym samym wielkość wycieku soku mięsnego. Kruchość mięsa, wielkość wycieku soku mięsnego oraz parametry smakowo- zapachowe mięsa po uboju stają się decydującymi wyróżnikami jakościowymi, którymi ocenia się prawidłowy przebieg procesu dojrzewania. Na dynamikę i efektywność dojrzewania znacząco wpływa czas trwania procesu oraz temperatura i wartość ph mięsa. Optymalny czas poubojowego przechowywania mięsa wieprzowego powinien kształtować się na poziomie 6 10 dni. Istotne jest,że mięśnie jasne uzyskują pożądane cechy jakościowe w krótszym czasie dojrzewania niż mięśnie ciemne. Przemiany tłuszczów Na jakość surowca mięsnego wpływają również poubojowe zmiany w tłuszczach. Stosowanie niskich temperatur w czasie chłodzenia i ich gwałtowne obniżanie powoduje zmianę konsystencji tłuszczu. W miarę upływu czasu i złych warunków magazynowania może dochodzić do samoczynnie przebiegających procesów jełczenia powodujących uwolnienie się kwasów tłuszczowych, w tym również nienasyconych. Utlenianie się tych ostatnich może być przyczyną tworzenia się nadtlenków i aldehydów jako produktów jełczenia oksydacyjnego. Mięso o obniżonej jakości Zmiany poubojowe są odpowiedzialne w dużym stopniu za jakość mięsa i jego przydatność dla przetwórstwa oraz celów kulinarnych. Tempo zmian poubojowych przejawiających się spadkiem wartości ph decyduje również w dużym stopniu o stwierdzeniu występowania wad mięsa. Szybkość przebiegu glikogenolizy jest wskaźnikiem kształtującym oceną jakości mięsa po uboju. Wartość ph i jej zmienność w czasie po uboju jest wysoko skorelowana z takimi cechami mięsa jak barwa, wodochłonność i wyciek soku mięsnego. Istota występowania różnego typu niekorzystnych zmian jakościowych tkwi w przyspieszonej glikogenolizie. Efektem tak przebiegającego procesu jest pojawianie się mięsa bladego, miękkiego i wodnistego (Pale, Soft, Exudative). cd. str. 30

30 maszyny i technologie Mięso takie nie posiada charakterystycznego aromatu i smaku oraz wykazuje ograniczoną przydatność przerobową. Niekorzystne cechy mięsa typu PSE są więc rezultatem anormalnych przemian biochemicznych zachodzących w mięśniach po uboju. Jednak na zmiany te tylko w ograniczonym stopniu wpływa postępowanie z półtuszami po uboju. Mechanizm powstawania mięsa o symptomach PSE jest związany z szybkim tempem przebiegu beztlenowych procesów glikolitycznych prowadzących do gwałtownego zakwaszenia się mięsa (ph poniżej wartości 6,0) w momencie, kiedy jego temperatura przekracza 35 C. Powoduje to w rezultacie wydzielanie się znacznie większej ilości ciepła niż w normalnych mięśniach. W rezultacie następuje obniżenie rozpuszczalności białek miofibrylarnych i częściowa denaturacji białek sarkoplazmatycznych, do których należy mioglobina. Tym należy tłumaczyć bladość takiego mięsa, które charakteryzuje się zawartością barwników hemowych na poziomie nie przekraczającym 1,0 mg w 1 g mięsa. We włóknach kurczliwych zachodzi dodatkowo rozkład łańcucha kolagenu. Skutkiem tych procesów jest w rezultacie także uszkodzenie błon komórkowych. Zachodząca denaturacja związana ze zmianą w białkach dotyczy głównie takich cech fizyko- chemicznych jak: wielkość, kształt i rozpuszczalność. Efektem tego procesu jest w znaczne obniżenie zdolności wiązania wody przez białka i powstawanie mięsa wodnistego. Wybitnie niebezpiecznymi warunkami sprzyjającymi pojawieniu się mięsa typu PSE to temperatura tkanki powyżej 35 C przy wartości ph 5,2.Wówczas dochodzi do skrajnie niekorzystnych odchyleń jakościowych parametrów sensorycznych mięsa, do których można zaliczyć typowe cechy mięsa PSE(wodnistość, bladość, miękkość). Jednym z najbardziej charakterystycznych wyróżników oceniających pojawienie się i diagnozowanie wady mięsa wieprzowego typu PSE jest pomiar wartości ph w określonym czasie od uboju. Wieprzowina o cechach PSE wykazuje bowiem wartość ph1 (45 minut od uboju) 5,8. Tempo obniżania się wartości ph w mięsie o cechach PSE wynosi 1,05 jednostki na godzinę co powoduje szybki spadek tej wartości do poziomu punktu izoelektrycznego białek. Efektem tego jest powstawanie dużych ilości wody wolnej przy równoczesnym braku zdolności mięsa do jej zatrzymywania. Cechy mięsa wieprzowego określane jako PSE są typową charakterystyczną wadą dotyczącą głównie mięśni jasnych (jasne mięśnie szynki, najdłuższy mięsień grzbietu). Mięśnie zbudowane z włókien ciemnych, które są lepiej ukrwione oraz bogatsze w mioglobinę i mitochondria nie ulegają tak niekorzystnym przemianom glikolitycznym. Jednocześnie mięśnie ciemne charakteryzują się wolniejszym przebiegiem skurczu poubojowego, co nie sprzyja występowaniu w nich niekorzystnych procesów biochemicznych. Bardzo podobną wadą mięsa o cechach zbliżonych do mięsa PSE jest mięso określne jako RSE. Odchylenia jakościowe tego mięsa są podobne do zmian charakterystycznych dla wady PSE jednak zachodzących na niższym poziomie i z mniejszą dynamiką. Wartość ph1 takiego mięsa oscyluje w granicach 6,0 a barwa jego jest określana jako czerwonawa (Reddish). Podsumowanie Przemiany poubojowe przebiegające w czasie wychładzania półtusz wieprzowych w dużym stopniu decydują o przydatności technologicznej mięsa ale również o jego cechach sensorycznych (smakowitość, kruchość, barwa, konsystencja, soczystość). Poubojowe procesy zachodzące w tkankach mają więc duże znaczenie, gdyż wpływają na zwiększenie przydatności konsumpcyjnej mięsa nadając mu pożądane cechy jakościowe. Ponadto stosowane odpowiednio niskie temperatury przyczyniacd. str. 32

32 maszyny i technologie ją się do przedłużenia trwałości przechowalniczej mięsa. Maksymalną trwałość wieprzowiny można osiągnąć stosując w czasie przechowywania temperaturę w zakresie -1 C (-1,5 C) w kontrolowanej wilgotności względnej powietrza. Optymalizacja warunków poubojowych staje się obecnie szczególnie istotna dla uzyskania surowca o jak najwyższej jakości, ze względu na systematyczną poprawę poziomu mięsności oraz wzrost masy żywej tuczników. Autor: dr inż. Jerzy Wajdzik