Przeznaczenie użytkowe wieprzowiny sprowadza się głównie do jej wykorzystania przerobowego, idącego w kierunku produkcji produktów o różnym stopniu przetworzenia. W związku z tym w ocenie jakościowej mięsa wieprzowego dużą rolę odgrywa poubojowa zmienność wodochłonności i tekstura. O właściwościach kulinarnych wieprzowiny decyduje natomiast przede wszystkim jej zapach i smak oraz kruchość, która jest najważniejszą cechą jakościową w doustnej ocenie konsumenckiej. Ocenę kruchości mięsa wieprzowego można obiektywnie również dokonać za pomocą różnych metod instrumentalnych.
Kruchość wieprzowiny, jak każdego innego mięsa, uzależniona jest od struktury dwóch podstawowych składników białkowych mięśni, tj. białek śródmięśniowej tkanki łącznej i białek miofibryli, łącznie z białkami regulującymi i cytoszkieletowymi umiejscowionymi w miofibrylach oraz zlokalizowanymi wzdłuż sarkolemmy. Mimo, że śródmięśniowa tkanka łączna stanowi stosunkowo niewielki składnik masy mięśniowej to jej wpływ na kruchość mięsa jest niewspółmiernie duży i oddziałuje istotnie na końcowe wyniki oceny jakościowej wieprzowiny.
Przemiany kształtujące kruchość wieprzowiny
Mięso bezpośrednio po uboju jest mało przydatne do spożycia, ponieważ jest twarde, gumowate i ciężko strawne oraz charakteryzuje się niską soczystością. Dopiero podczas przechowywania w chłodniczych warunkach w wieprzowinie wykształcają się pożądane cechy jakościowe, takie jak: smakowitość, soczystość i kruchość. Ze zjawiskiem zwiększenia kruchości mięsa związany jest w dużym stopniu pożądany technologicznie proces dojrzewania zachodzący po uboju w mięsie. Na kształtowanie się wyróżnika kruchości wpływają istotnie czas i warunki przebiegu dojrzewania oraz aktywność proteolityczna enzymów. Poprawa kruchości mięsa jest efektem poubojowej degradacji białek miofibrylarnych, a także procesów zachodzących we włóknach mięśniowych w wyniku endogennej proteolizy, co wpływa istotnie na zmianę struktury mięsa i jego parametry fizykochemiczne. Przemiany w białkach zachodzące w czasie poubojowego dojrzewania prowadzą do zmian w budowie histologicznej, zmiany konsystencji mięsa oraz dotyczą poprawy smakowitości, zmian w zakresie barwy, wodochłonności i strawności. Do uruchomienia endogennych przemian białek zlokalizowanych we włóknach mięśniowych przyczynia się postępujący w czasie dojrzewania rozpad węglowodanów i nukleotydów. Poza przemianami w białkach na kształtujący się pożądany profil smakowo-zapachowy mięsa wieprzowego wpływają przemiany związków wyciągowych.
Autolityczne procesy zachodzące w czasie dojrzewania mięsa wieprzowego są w dużym stopniu efektem działania tkankowych enzymów należących do grupy proteaz, tj. katepsyn i kalpain oraz będącej inhibitorem kalpain, kalpastatyny. Uwolnione z lizosomów katepsyny, wykazujące swoją największą aktywność przy wartości pH<6,0, powodują zmiany strukturalne tkanki łącznej, poprzez wpływ na osłabienie kolagenu i wzrost jego rozpuszczalności. Zmiany te w efekcie prowadzą do wzrostu kruchości mięsa. Działanie katepsyn wspomaga więc skutecznie obniżona wartość pH mięsa występująca w czasie początkowego okresu dojrzewania, a będąca wynikiem procesu glikolitycznego (rozkład glikogenu do kwasu mlekowego).Powstałe w mięsie warunki stają się odpowiednim środowiskiem dla skutecznego działania enzymów z grupy katepsyn, co trwa aż do momentu wzrostu wartości pH dojrzewającego mięsa. Daleko posunięta proteoliza białek mięśniowych spowodowana działaniem tych enzymów powoduje bowiem uwolnienie związków neutralizujących kwas mlekowy, co prowadzi do wzrostu wartości pH, powodującego zahamowanie działania katepsyn oraz obniżenie trwałości mięsa. Istotne znaczenie dla kruszenia mięsa mają ponadto endogenne proteazy sarkoplazmatyczne (µ-kalpaina, m -kalpaina), które są aktywowane przez kationy Ca+2 po uwolnieniu z sieci sarkoplazmatycznej. Kalpainy wykazują optimum aktywności w środowisku o wartości pH wynoszącej od 7,0 do 7,5 jednostek, lecz działają również przy niższej wartości pH oraz w niskich temperaturach, które panują w chłodni. Stopień inaktywacji µ- kalpainy zwiększa się dopiero wraz z obniżeniem wartości pH poniżej 6,0. Bardziej stabilną i mniej zależną od wartości pH aktywność wykazuje m-kalpaina. Dla osiągniecia efektu związanego z wystąpieniem pożądanej kruchości mięsa istotna jest wzajemna proporcja kalpain do kalpastatyny, która im ma wyższą wartość tym uzyskuje się bardziej kruche mięso. W badaniach nad kruchością mięsa wykazano, że kalpainy powodują w rezultacie swojego działania hydrolizę niektórych białek regulujących (tropomiozyny) i cytoszkieletowych (titiny, nebuliny, desminy) oraz wpływają na obniżenie odporności struktury białkowej, czyniąc ją tym samym bardziej podatną na działanie innych proteaz komórkowych. Przypuszcza się, że szczególnie rozkład nebuliny i titiny decyduje istotnie o twardości mięsa i jego wodochłonności. Zmiany zachodzące w tych dwóch białkach rozpoczynają się już w pierwszej dobie po uboju, ale pełna ich degradacja dokonuje się dopiero w ciągu trzech dni od uboju (nebulina), a w przypadku titiny następuje to nawet później. Białka cytoszkieletowe i regulujące są degradowane w różnym stopniu przez poszczególne enzymy proteolityczne, co prowadzi do wzrostu kruchości mięsa. Jest to głównie efektem działania µ- kalpainy i m-kalpainy na titinę, nebulinę troponinę i desminę oraz działania katepsyn na aktyninę, troponinę i desminę. Desmina wraz z troponiną ulegają szybko degradacji i są uważane za czynnik określający stabilność struktury miofibryli i mający istotny wpływ na kruszenie mięsa oraz jego wodochłonność. Białka cytoszkieletowe wykazują w stosunku do niektórych białek tkanki mięśniowej efekt stymulujący, ponieważ pośrednio uczestniczą w kształtowaniu wodochłonności, zdolności żelujących i właściwości emulgujących tych białek. Rezultatem ich działania jest uwolnienie posiadających takie właściwości białek miofibrylarnych, co dotyczy w praktyce głównie miozyny i aktomiozyny. Poza poprawą kruchości mięsa efektem zachodzących procesów wywołanych działaniem enzymów proteolitycznych jest lepsza zdolność wiązania wody przez białka mięśniowe oraz wzrost soczystości mięsa. Proteoliza białek, prowadząca do wzrostu kruchości mięsa, jest także wynikiem następującego w czasie dojrzewania rozluźnienia połączeń występujących pomiędzy miofibrylami, a sarkolemmą.
Istnieje teoria mówiąca, że degradacja niektórych białek może zachodzić bez udziału proteaz. Według wyników tych badań fragmentacja desminy dokonuje się wtedy przez kationy Ca+2. Dalej badacze sugerują, że podobnym zjawiskom ulegają titina i nebulina. To drugie białko wykazuje właściwości wiązania wapnia, a jony tego pierwiastka są odpowiedzialne prawdopodobnie za osłabienie endomysium i perimysium błon łącznotkankowych otaczających włókna. Procesom tym przypisuje się poprawę kruchości mięsa zachodzącą w trakcie dojrzewania. Występujące w mięsie wieprzowym zjawiska, prowadzące do wzrostu kruchości, sprzyjają przydatnej technologicznie większej zdolności zatrzymywania wody. Wskutek tego zmniejszają tym samym wielkość wycieku soku mięsnego, co jest pożądane w procesach przerobowych stosowanych w przetwórstwie (produkcja wyrobów obrabianych termicznie).
Kruchość, wielkość wycieku soku mięsnego oraz wyróżniki smakowo- zapachowe stanowią istotne wskaźniki oceny jakościowej mięsa wieprzowego. Dynamika przemian prowadząca do zmian tych wyróżników jest determinowana temperaturą występującą w czasie procesu dojrzewania, czasem jego trwania oraz zmieniającą się wartością pH mięsa. Wieprzowina, w której zachodzące kruszenie jako proces przebiegający typowo, może osiągnąć pożądane cechy w czasie przetrzymywania w chłodni przez okres wynoszący co najmniej 6 dób, chociaż stwierdza się przypadki, kiedy mięso wieprzowe po 6 dobach nie wykazuje jeszcze pożądanej kruchości. Z drugiej strony spotyka się również sytuacje, kiedy mięso wieprzowe staje się kruche już po 2 dobach.
Procesy zachodzące w mięsie w czasie chłodniczego przechowywania, a prowadzące do poprawy kruchości, wpływają istotnie na uzyskanie dużej jego przydatności kulinarnej. Dla optymalizacji przebiegu procesu kruszenia niezbędne jest zawsze utrzymanie dobrej trwałości mięsa, poprzez stosowanie odpowiednio niskich temperatur. Maksymalną trwałość wieprzowiny w półtuszach można osiągnąć stosując w czasie przechowywania poubojowego temperaturę w zakresie -1°C÷-1,5°C w połączeniu z równoczesnym utrzymaniem kontrolowanej wilgotności względnej otaczającego mięso powietrza.
Instrumentalna ocena kruchości a jakość wieprzowiny
Dla zobiektywizowania oceny kruchości mięsa wieprzowego można stosować urządzenie do badań wytrzymałościowych, za pomocą którego określa się maksymalną siła cięcia, wyrażoną w N. Jak wykazały badania mięso wieprzowe w okresie charakteryzującym się największą siłą cięcia, tj. w 24 h po uboju, było oceniane jako twarde, ale wraz z czasem przechowywania stawało się kruchsze, o mniejszych wartościach siły cięcia. Duży wpływ na kruchość wieprzowiny ocenianej aparaturowo za pomocą przyrządów ma poubojowy spadek wartości pH (pH1, pHULT), chociaż występujące zależności w tym zakresie nie są do tej pory dostatecznie poznane. Badania wykazały jednak, że wyższa końcowa wartość pH mięsa miała bezpośredni wpływ na jego lepszą kruchość. Jednocześnie wieprzowina pochodząca od zwierząt o większej masie przedubojowej charakteryzowała się większą twardością i większą siłą cięcia, czyli gorszą kruchością niż mięso pochodzące od zwierząt lżejszych. W badaniach nie stwierdzono natomiast zależności wielkości siły cięcia, określającej kruchość, od intensywności barwy mięsa wieprzowego, jego marmurkowatości i jędrności, zawartości barwników hemowych oraz zróżnicowania parametrów barwy określanych w systemie CIE. Uzyskane wyróżniki oceny jakościowej, niezależnie od stopnia kruchości, były typowe dla mięsa normalnej jakości (RFN Red- czerwone, Firm- twarde, Normal- normalne).
Literatura dostępna w redakcji
dr inż. Jerzy Wajdzik