Procesy konserwowania lub utrwalenia żywności mają przede wszystkim na celu zapobieganie zepsuciu produktów spożywczych ale również zachowanie ich wartości odżywczej, w tym szczególnie walorów organoleptycznych oraz pożądanego stanu higienicznego. W każdym zakładzie produkcyjnym poprzez zapewnienie odpowiednich procedur, wdrożenie systemów jakości ale także obligatoryjnych, wynikających z ustawodawstwa, rozwiązań, dokłada się wszelkich starań, by okres przydatności wprowadzanego do obrotu handlowego produktu żywnościowego był możliwie jak najdłuższy. Pozwala to zredukować nieco straty finansowe wynikające z konieczności utylizacji zepsutych produktów ale także ogranicza w dłuższej perspektywie marnotrawstwo żywności, co jak podkreśla wiele opracowań literaturowych jest w obecnym czasie dość sporym światowym problemem.
Istnieje wiele metod i sposobów utrwalania żywności (tu: produktów mięsnych), których podstawowym celem jest zahamowanie rozwoju niekorzystnych drobnoustrojów znajdujących się np. na powierzchni tuszy zwierzęcia. Ponadto, jak powszechnie wiadomo, w całym cyklu produkcyjnym związanym z ubojem i obróbką poubojową tusz może dojść do wtórnych zanieczyszczeń mikrobiologicznych mięsa i w rezultacie obniżenia trwałości surowca. Należy podkreślić, że zasadniczą rolę odgrywa tutaj zapewnienie właściwej higieny i staranności czynności technologicznych związanych z pozyskaniem tuszy a następnie produktów mięsnych. Ważna jest również świadomość, że wpływ na trwałość mięsa ma wpływ wiele czynników, w tym: przyżyciowe (dobrostan zwierząt, żywienie, warunki utrzymania itp.), związane z czynnościami ubojowymi (transport, metoda uboju, stopień zakwaszenia – pH tkanki mięśniowej, wychłodzenie) a następnie pakowanie gotowego wyrobu oraz zapewnienie łańcucha chłodniczego w czasie całego procesu produkcji aż do momentu przechowywania w warunkach sklepowych. Łańcuch chłodniczy, a szczególnie takie etapy jak np. załadunek/rozładunek gotowych wyrobów, jest krytycznym punktem w obrocie handlowym wyrobami mięsnymi, ponieważ nawet drobne wahania temperatur lub jego przerwanie może zmienić właściwości fizykochemiczne surowca i mikrobiologiczną jakość mięsa.
Już na etapie utrzymania zwierząt można pośrednio wpłynąć na trwałość pozyskiwanego surowca. Pewnym dość często stosowanym sposobem na poprawę jakości mięsa jest dodatek do paszy zwierząt przeciwutleniaczy, np. witaminy E, co ma wpływ na późniejszą stabilność oksydacyjną tkanek i nieco ogranicza niekorzystne procesy utleniania np. tłuszczy. Poprawa trwałości świeżego czerwonego mięsa poprzez włączenie do pasz dodatku w postaci naturalnych przeciwutleniaczy (tymol, eugenol, wanilina, olejki eteryczne z goździków, oleje z nerkowca lub rącznika) lub syntetycznych witamin (wspomniana witamina E) jest dość znana i często opisywana w literaturze przedmiotowej.
Znane metody utrwalania produktów można podzielić na: fizyczne (zastosowanie niskich i wysokich temperatur), fizykochemiczne (wędzenie) oraz chemiczne (solenie, peklowanie). Są to metody powszechnie znane technologom w zakładach mięsnych oraz są przedmiotem wielu opracowań merytorycznych z zakresu technologii żywności, dlatego w tym artykule zrezygnowano z ich opisu. Obok tych mających znane właściwości i zastosowanie w codziennej praktyce przemysłowej są również inne sposoby, w większości będące jeszcze w fazie testów w małej skali produkcji (laboratoryjnej) ale będące zwykle modyfikacjami bądź dzięki wystąpieniu efektu synergii połączeniem znanych już metod. Innym aspektem również związanym z nieco ograniczonym zasięgiem niektórych nowatorskich metod utrwalania jest koszt ich stosowania, który jest nadal dość wysoki.
W ocenie trwałości mikrobiologicznej produktów coraz częściej stosuje się modele matematyczne pozwalające oszacować tempo wzrostu drobnoustrojów w czasie przechowania i powiązane z tym właściwości produktu, takie jak kwasowość (pH) oraz temperatura. Modele prognozujące czas przydatności produktu do spożycia są szczególnie wykorzystywane w australijskim przemyśle mięsnym. Pozwalają one obliczyć z duża dokładnością całkowitą zmianę liczby bakterii w stosunku do zmian temperatury w czasie przechowywania a w rezultacie wskazać moment, w którym osiągnięta zostanie graniczna wielkość skażenia mikrobiologicznego. Wykorzystanie takiego systemu pozwala na znaczne oszczędności, szczególnie poprzez ograniczenie marnowania żywności i utrzymanie jej trwałości. W przypadku eksportu mięsa wołowego stosuje się czujniki temperatury, rejestratory danych i systemy identyfikacji do monitorowania wskazanych parametrów w całym łańcuchu dostaw. Takie czujniki są wykorzystywane w opracowaniu inteligentnych opakowań. Poza tym, opakowanie również może zawierać aktywne składniki, np. jony srebra, żelaza, które zapewniają zahamowanie możliwości wzrostu drobnoustrojów podczas przechowywania chłodniczego produktów mięsnych.
Dość ciekawą modyfikacją chłodniczego przechowywania świeżego mięsa jest tzw. „super schładzanie” (z ang. superchilling). Zgodnie z danymi literaturowymi można w ten sposób wydłużyć okres przydatności do spożycia świeżego mięsa czerwonego o 1,5 do 4 razy, w porównaniu z tradycyjnym przechowywaniem chłodniczym. Modyfikacja ta polega na obniżeniu temperatury mięsa o 1 – 2oC poniżej jego początkowej temperatury zamarzania. W efekcie następuje połączenie efektu chłodzenia i zamrażania, gdyż następuje przekształcenie części wolnej wody (ok. 5 – 30%) w lód, co powoduje, że jest ona niedostępna dla np. drobnoustrojów. Niektórzy badacze wskazują, że wołowina poddana schładzaniu w opisywanych warunkach (w temperaturze, – 1oC), eksportowana z Australii do Chin, w odpowiednim próżniowym opakowaniu, zachowała odpowiednie pH oraz pożądaną barwę do 20 tygodni przechowywania a trwałość mikrobiologiczną do 15 tygodni. Podobnie dla mięsa jagnięcego przechowywanego próżniowo w warunkach obniżonej temperatury stwierdzono niemal dwukrotny wzrost trwałości w porównaniu do konwencjonalnej metody schładzania w temperaturze 4oC. Wyniki badań potwierdzają, że przechowywanie mięsa w niższych temperaturach może zapewnić lepszą jakość surowca mięsnego, niż standardowo przyjęte warunki chłodnicze oraz znacznie zredukowana jest możliwość i kinetyka rozwoju niekorzystnych drobnoustrojów ale również nie wymagany jest czas konieczny do rozmrożenia produktu. Istnieją jednak opracowania wskazujące, że zastosowanie tej techniki utrwalania mięsa może wpływać na pewne uszkodzenie surowca i zwiększenie wycieków, które są charakterystyczne dla niewłaściwie zamrożonej i przechowywanej żywności. Ponadto, zaobserwowano, że w wyniku nieodpowiednio dobranej temperatury lub braku standaryzacji próby mięsa poddanej tej technice może dojść do częściowego zamarzania surowca a przez to zwiększa się ryzyko wystąpienia opisanych wad technologicznych. Wydaje się jednak, że ta technologia ma pewien potencjał i może znaleźć szersze zastosowanie w przyszłości ale konieczne są dalsze badania nad jej dopracowaniem.
Znane i opisywane w literaturze są także próby wykorzystania wysokiego ciśnienia do zahamowania wzrostu drobnoustrojów w świeżym mięsie. Zastosowanie tej technologii ma na celu utrzymanie pożądanej świeżości i jakości mięsa poprzez działanie ciśnienia w niskich temperaturach. Metoda ta ma jednak pewne ograniczenie. Aktywność bakterii można zahamować, gdy mięso zostanie poddane działaniu ciśnienia o wartości od 350 do 600 MPa. Jednakże, przy tak wysokim ciśnieniu mioglobina mięśniowa oraz białka mięsa ulegają już procesowi denaturacji, co powoduje, że cechy organoleptyczne zostają niekorzystnie zmienione. Z tego powodu ta metoda jest na razie w fazie badań, być może jej potencjalne zastosowanie do uzyskania pozytywnego efektu będzie możliwe w połączeniu z innymi, dodatkowymi metodami.
Kolejną metodą będącą jeszcze w fazie badań jest tzw. biokonserwacja. Jest to technologia polegająca na wykorzystaniu do uzyskania efektu przedłużenia trwałości produktów mięsnych: naturalnych związków chemicznych ale także mikroorganizmów i produktów ubocznych ich metabolizmu, tj. kwasów organicznych, lizozymów itp. Biokonserwanty mogą zostać włączone w strukturę opakowania jako ich składniki aktywne zapewniające poprawę trwałości. Pewną nadzieję w ostatnim czasie budzą tzw. bakteriocyny. Są to niewielkie, termostabilne cząsteczki białkowe, produkowane przez bakterie, które cechują się właściwościami bakteriobójczymi lub bakteriostatycznymi. Mogą hamować rozwój niektórych gramdodatnich bakterii, jak np. Salmonella, Bacillus cereus i Listeria monocytogens. Do najbardziej znanych konserwantów z tej grupy należą: nizyna i pediocyna. Problemem do rozwiązania w świetle danych literaturowych pozostaje jednak zróżnicowany mechanizm działania, nawet wykazujący nieskuteczność, użytej bakteriocyny w konkretnym produkcie mięsnym. Zaletą stosowania tych związków jest ich naturalne pochodzenie, co wraz ze wzrostem świadomości konsumentów odnośnie zbyt dużej ilości sztucznych dodatków do żywności, może stanowić o potencjale zastosowania biokonserwantów do wydłużania trwałości produktów mięsnych.
Wydaje się zatem, że przyszłe badania nad wydłużeniem trwałości produktów mięsnych powinny koncentrować się na optymalizacji monitoringu parametrów w całym łańcuchu produkcji żywności. Niezbędne jest użycie nowoczesnych technologii informatycznych, tj. sztucznej inteligencji, technologii blockchain, które przede wszystkim zapewnią szybką reakcję na powstały problem. Niewątpliwie innowacyjne rozwiązania będą stanowiły podstawę systemów jakości w przyszłości.
W artykule opisano wybrane technologie umożliwiające wydłużenie trwałości produktów mięsnych. Zapewnienie przydatności produktu do spożycia w dłuższym czasie przechowywania przekłada się na realne zyski finansowe dla producentów żywności oraz minimalizuje ryzyko marnotrawienia żywności. Oprócz znanych i powszechnie stosowanych metod, tj. chłodzenia, właściwego poziomu higieny w czasie zachodzenia procesów technologicznych oraz konserwacji chemicznej wyrobów istnieją rozwiązania będące w fazie testów przed wdrożeniem do skali przemysłowej. Z pewnością akceptowalnością konsumencką charakteryzować się będą rozwiązania z wykorzystaniem substancji naturalnych (biokonserwantów) ale także o możliwym potencjale być może będzie świadczyć powiązanie nowatorskiego rozwiązania z modyfikacjami istniejących już metod (superchilling). W przyszłości z pewnością wzrośnie udział nowoczesnych technologii informatycznych w monitoringu świeżości produktów i zachowaniu parametrów jakościowych i warunków przechowywania w całym łańcuchu produkcyjnym. Duża rolę z pewnością odegra przełożenie ekonomiczne, czyli rachunek zysków i strat, przy wyborze nowych technologii i ich implementacji do praktyki przemysłowej.
Literatura znajduje się u autora
dr Piotr Janiszewski