Przechowywanie żywności w obniżonej temperaturze jest jednym z podstawowych sposobów na utrzymanie lub wydłużenie jej trwałości i świeżości. Metoda ta ma także zapobiegać psuciu się pożywienia i ograniczać niekorzystne z punktu widzenia konsumenta procesy np. rozwój chorobotwórczej flory bakteryjnej itp.
Niezwykle istotne jest wydłużenie okresu przydatności żywności do spożycia, by ograniczyć i tak już ogromne straty finansowe wynikające z utylizacji/marnotrawienia produktów żywnościowych, dla których okres ten się skończył. Wg danych FAO (2013) blisko 1.3 mln ton żywności jest rocznie marnowana, co w przeliczeniu na wartość rynkową stanowi duże obciążenie finansowe, które musi być poniesione przez producentów. Niektórzy autorzy wskazują, że blisko 1/3 produkowanej żywności jest wyrzucana z powodu przekroczenia terminu przydatności do spożycia. Istotne wydają się zatem być badania zmierzające do poprawy bezpieczeństwa żywności w kontekście jak najlepszych praktyk na etapie produkcji i próby wydłużenia okresu przydatności do spożycia.
W przemyśle mięsnym bardzo ważne jest zatem zabezpieczenie produkcji przez maksymalne ograniczenie ryzyka skażenia mikrobiologicznego, który jest jednym z najważniejszych czynników mających wpływ na trwałość finalnego produktu w obrocie handlowym. Duże znaczenie w ograniczaniu poziomu zanieczyszczenia mikrobiologicznego tuszy ma proces chłodzenia. Prawidłowy jego przebieg determinuje również zachowanie właściwej jakości surowca, w tym ograniczenie powstawania wad np. typu PSE (w przypadku tusz wieprzowych) oraz czystości mikrobiologicznej, a także wpływa na ograniczenie ubytków. Zatem ten proces, w zależności od przyjętych parametrów, ma wpływ na kilka czynników technologicznych jednocześnie ale też często w sposób przeciwstawny. Zgodnie z danymi literaturowymi biorąc pod uwagę zależność pomiędzy metodami wychładzania, a jakością mięsa i mikrobiologią, niezwykle trudno dokonać wyznaczenia jednej pożądanej technologii wychładzania, za wyjątkiem tej dedykowanej dla tusz wieprzowych, dla których nie stwierdzono związku pomiędzy metodami schładzania a np. kruchością. Przeprowadzono wiele badań skupionych w głównej mierze na opracowaniu technologii umożliwiającej jak największe przyśpieszenie procesu schładzania tusz zwierząt rzeźnych, by w jak najkrótszym czasie osiągnąć temperaturę optymalną, określoną przepisami. Na terenie Unii Europejskiej, zgodnie z Rozporządzeniem WE 853/2004, jest wymagane, by tusze były schładzane natychmiast po zakończeniu czynności ubojowych oraz by proces ten spowodował osiągnięcie temperatury (nie większej niż 7oC) i jej utrzymanie przed dalszym postępowaniem, np. rozbiorem. Jednak czas, w którym ta temperatura ma być osiągnięta nie jest określony.
Szybkie schładzanie tusz wieprzowych w tunelu szokowym, przy zachowaniu reżimu temperaturowego (np. w przypadku wychładzania szybkiego dwufazowego zakres temperatur powietrza w wychładzalni ciągłej może się wahać od -3 do -30oC) ma przede wszystkim na celu zminimalizowanie strat wagowych powstałych w wyniku parowania powierzchni tuszy ciepłej po uboju. Zaobserwowano również istotny wpływ tej metody chłodzenia na wyciek naturalny, który może być nawet o ok. 40% wyższy w grupie schładzanej wolniej oraz wodochłonność. Dla półtusz poddanych szybkiemu schładzaniu obserwuje się ponadto niższe ubytki wagowe. Zależność pomiędzy szybkim schłodzeniem tuszy a zmniejszeniem strat wynikających głównie z parowania jest powszechnie znana i często opisywana w literaturze naukowej. Istnieje wiele badań, w których autorzy skupiają się właśnie na tym aspekcie prowadzenia procesu chłodzenia, nie poświęcając należytej uwagi pozostałym czynnikom, w tym jakości i trwałości mięsa, a także być może przede wszystkim nakładom finansowym, poświęconym na utrzymanie wysokiego reżimu temperaturowego, gdyż jak podkreślają inni badacze produkcja mięsa (w tym szczególnie chłodzenie) pochłania największą część energii. W przemyśle mięsnym proces chłodzenia związany jest z generowaniem sporych nakładów finansowych, które jak wynika z obserwacji procesu, nie zawsze muszą być ponoszone w tej wielkości. Niektóre dane literaturowe wskazują, że szybkie schładzanie pozytywnie wpływa na ekonomikę produkcji mięsa ze względu na poprawę jego jakości, osiągnięcie niższej temperatury mięsa w krótszym czasie oraz wydłużenie trwałości poprzez redukcję zakażenia mikrobiologicznego. Niemniej jednak należy wziąć pod uwagę, starannie rozważyć i porównać te niewątpliwe korzyści wynikające z użycia tej metody z kosztami utrzymania tak niskich temperatur, kosztami napraw itp.
Istnieje również niewiele opracowań i prac badawczych, których celem było zbadanie jakości mięsa (wołowiny i jagnięciny) po długoterminowym przechowywaniu w formie schłodzonej a następnie zamrożonej przez okres dłuższy niż 3-4 miesiące. W dostępnej literaturze oceniono zwykle wpływ takiej kombinacji przechowywania na niektóre parametry jakościowe ale w zdecydowanej większości opracowań dotyczył on głównie kruchości. Uzyskano zachęcające wyniki, wskazujące na potencjalne korzyści w zakresie poprawy tego wskaźnika, wynikające z takiego łączonego podejścia do przechowywania mięsa.
Jednak, brakuje danych odnośnie pomiaru innych cech jakości sensorycznej, a mianowicie soczystości i smaku. Dodatkowo instrumentalne badania barwy i profilu mikrobiologicznego były rzadkością w badaniach dotyczących przechowywania mięsa schłodzonego, a następnie zamrożonego.
Jakość mikrobiologiczna mięsa jest bardzo ważnym czynnikiem, decydującym o jego trwałości. Istnieje wysoka potwierdzona doświadczalnie zależność pomiędzy stopniem zanieczyszczenia bakteryjnego powierzchni tuszy, a czasem pojawienia się niekorzystnych wyczuwalnych zmian sensorycznych i skróceniem okresu przydatności mięsa do spożycia. Z dostępnych danych literaturowych wynika, iż obniżenie poubojowego zanieczyszczenia mikrobiologicznego tusz wieprzowych o ok. 25%, pozwala wydłużyć trwałość mięsa od 3 do 6 dni. W przypadku półtusz poddanych w początkowej fazie działaniu ujemnych temperatur np. – 10oC notowano nawet obniżenie poziomu skażenia mikrobiologicznego po procesie wychładzania w porównaniu do zanieczyszczenia przed rozpoczęciem schładzania metodą szybką dwufazową. Należy jednak podkreślić, że proces chłodzenia ma na celu ograniczenie wzrostu niekorzystnej flory mikrobiologicznej, nie powoduje natomiast całkowitego jej zatrzymania.
Właściwa kontrola temperatury tuszy podczas procesu chłodzenia wymaga dokładnego zrozumienia panujących czynników zewnętrznych i wewnętrznych oraz przemian biochemicznych występujących po uboju i obróbce. Podjęcie prawidłowego działania zapobiega rozwojowi bakterii powodujących zatrucie pokarmowe, które może stanowić poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa żywności. W ostatnim czasie prowadzono prace badawcze, w których do oceny czynników wpływających na przebieg procesu schładzania tusz wołowych i wieprzowych w rzeźni wykorzystano modelowanie graficzne. Jest to wielowymiarowa metoda statystyczna polegająca na dokładnej analizie dostępnych danych. W opisywanych badaniach do analizy wzięto następujące parametry: temperatura i wilgotność w pomieszczeniu, ilość tusz w chłodni w każdym dniu roboczym, czas pracy chłodni, temperatura zadana w chłodni, temperatura w chłodni w określonym czasie (pod koniec dnia uboju) oraz w dniu następnym przed rozpoczęciem prac oraz temperatury zewnętrznej powierzchni tusz i mierzonej w centrum geometrycznym szynki. Wyniki pokazały, że głównym czynnikiem wpływającym na przebieg zmian temperatury tusz w czasie chłodzenia nie była wyłącznie temperatura zewnętrzna, jaka panowała w chłodni, ale raczej liczba tusz w chłodni. Temperatura zewnętrzna była dobrze zrównoważona i wyrównana dzięki wydajności sprzętu chłodniczego. Ponadto za istotne dodatkowe czynniki mogące mieć wpływ na proces chłodzenia uznano: sezonowe wahania liczby zwierząt poddanych ubojowi, których tusze muszą zostać schłodzone, wahania wydajności poubojowej (rzeźnej) ubitych zwierząt w zależności od dostarczonej partii oraz rozmieszczenie (rozplanowanie) urządzeń chłodniczych. Analiza wieloczynnikowa procesu chłodzenia przy użyciu zaawansowanych metod statystycznych (np. sieci neuronowych) może być przydatna do zarządzania produkcją oraz ryzykiem, a w rezultacie do zwiększenia automatyzacji procesu chłodzenia i jego optymalizacji, w zależności od panujących warunków.
W celu redukcji skażenia mikrobiologicznego, w szczególności bakteriami: Escherichia coli i Salmonella spp. badacze australijscy zastosowali dodatek silnych utleniaczy (tu: dwutlenku chloru, ClO2) w niewielkim stężeniu (15 ppm) w schładzaniu natryskowym mięsa wołowego. Doświadczenie przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych na próbie mięsa, a nie na całej tuszy. Wyniki pokazały, że zastosowanie tego składnika w wodzie używanej do schładzania mięsa pozwoliło na znaczne ograniczenie liczby bakterii, szczególnie na powierzchni tłuszczu. Taki efekt występował, gdy zastosowano ten związek chemiczny w trakcie procesu schładzania (36 cykli spryskiwania wodnym roztworem po 4s, co 15 minut) a nie wyłącznie przed jego rozpoczęciem. Badania pokazały, że taka technika schładzania może mieć potencjał i zapobiegać problemowi skażenia mięsa wołowego. Ponadto, dość ciekawym wnioskiem z tych analiz jest fakt, że redukcja skażenia przy stosowaniu tej metody podczas wychładzania jest mniejsza, gdy dotyczy chudego mięsa. Wtedy największe obniżenie ilości bakterii uzyskano dopiero przy wyższym stężeniu substancji dodanej (50 ppm), ale było ono porównywalne z tym mięsem schładzanym wyłącznie przy zastosowaniu metody natryskowej bez dodatku substancji utleniających. Niektórzy badacze tłumaczą to zjawisko umiejscowieniem kolonii bakterii w szczelinach pomiędzy włóknami mięśniowymi, co uniemożliwia skuteczne działanie substancji odkażających. Jednak, wymaga to potwierdzenia znacznie dokładniejszymi technikami badawczymi, np. przy użyciu mikroskopu elektronowego. Dodatkowo podkreślono brak wpływu na jakość sensoryczną mięsa wołowego, pomimo stosowania środka odkażającego. Nie stwierdzono obecności wyczuwalnego obcego zapachu oraz istotnej zmiany barwy. Użycie ditlenku chloru jest obecnie dopuszczone w Stanach Zjednoczonych i Australii.
W artykule przedstawiono wybrane aspekty związane z przechowywaniem chłodniczym mięsa. Jak podkreślono, proces chłodzenia jest bardzo ważnym etapem produkcji i przechowywania żywności i ma wpływ na wiele czynników, mających także przełożenie na efekty ekonomiczne produkcji mięsa. Obecne trendy w technologii chłodnictwa ukierunkowane są raczej na wydłużenie okresu przydatności żywności do spożycia i zniwelowaniu strat finansowych. Wydaje się, że konieczne są działania pozwalające przewidzieć, który z czynników zależnych od procesu chłodzenia ma być w danych warunkach przemysłowych dominujący, gdyż utrzymanie jednocześnie wszystkich aspektów produkcji na najwyższym poziomie może być dość ograniczone.
dr Piotr Janiszewski
Wykaz literatury dostępny u autora