Zagrożenia w branży mięsnej

Problemem w branży mięsnej jest surowiec, który jest silnie podatny na psucie. Fakt ten sprawia, iż producenci w większości swoich wyrobów stosują substancje konserwujące.  

 

Mikrobiologiczne zanieczyszczenia produktów mięsnych można podzielić na  kategorie:

• Zanieczyszczenia wewnętrzne , czyli zakażenia drobnoustrojami pochodzącymi z mięsa surowego i krwi
• Zanieczyszczenia zewnętrzne, tzw. krzyżowe, (wtórne), które są efektem nieprzestrzegania higieny procesu produkcji lub np. higieny osobistej pracowników

 

Odpowiednie dobranie metod produkcji oraz kontrola procesów pozwala eliminacje zagrożeń, które powodują psucie się mięsa i niejednokrotnie mogą być zagrożeniem dla zdrowia, a nawet życia. Istotnym problemem w branży mięsnej jest patogenna pałeczka Listeria monocytogenes.

Szczególnie ryzykownym czynnikiem powodującym psucie się są zanieczyszczenia wtórne. Na zakażenia podczas krzyżowania się dróg produktów narażone są m.in. produkty krojone, takie jak np. wędliny lub kiełbasy. Do zakażenia często dochodzi wskutek nieprzestrzegania higieny procesu, w ciągu produkcyjnym, często podczas plasterkowania wędlin, kiedy powierzchnia maszyn jest zanieczyszczona. Nieprzestrzeganie zasad dobrej praktyki produkcyjnej sprawia, iż produkt narażony jest na rozwój drobnoustrojów, które są bezpośrednią przyczyną psucia się żywności.

Dodatkowym ryzykiem jest  przerwany w czasie dystrybucji łańcuch chłodniczy. Podczas transportu często dochodzi do wahań temperatur, zwłaszcza w okresie letnim. Temperatura żywności może znaleźć się  poza bezpiecznym zakresem, co stwarza ryzyko rozwoju drobnoustrojów.

 

Wysokociśnieniowe utrwalanie 

Rozwiązaniem coraz popularniejszym w światowym przemyśle mięsnym staje się jest technologia HPP. Innowacyjna wysokociśnieniowa obróbka umożliwia utrwalenie produktów mięsnych z jednoczenym zachowaniem ich wysokiej jakości. Efektem procesu HPP jest produkt o zwiększonej trwałości i wyjątkowych walorach smakowych. Wysokie ciśnienie w przeciwieństwie do wysokiej temperatury nie powoduje nieodrwacalnych zmian w produkcie, dlatego produkty mięsne zachowują swoją naturalny wyglad oraz niezmianione cechy sensoryczne. Wynika to z braku wpływu HPP na substancje niskocząsteczkowe, takie jak związki smakowo-zapachowe, czy aminokwasy. W branży mięsnej utrwalanie wysokociśnieniowe można stosować w  przypadku mięsa surowego oraz przetworzonego. 

 

Przykładowe produkty mięsne HPP:

• wołowina, wieprzowina, drób oraz inne mięsa surowe
• mięso marynowane
• wędliny w kawałkach lub w plastrach
• kiełbasy tradycyjne, salami
• burgery
• dania gotowe RTE (ready to eat)

 

Opakowania w HPP

Wśród produktów mięsnych najbardziej popularne w branży HPP produkty to m.in wędliny oraz kiełbasy plasterkowane, dania gotowe „ready to eat”, burgery,  czy mięsa marynowane utrwalane wysokim ciśnieniem. Marynata powoduje wzmocnienie efektu bakteriobójczego procesu HPP. Przedłużony zostaje termin przydatności do spożycia, bez jednoczesnej utraty barwy oraz smaku.

Utrwalanie wysokociśnieniowe przeprowadza się na produktach opakowanych. Opakowania muszą charakteryzować się odpowiednią elastycznością i barierowością. Mogą to być plasterkowane wyroby pakowane w modyfikowanej atmosferze lub próżniowo pakowane kawałki mięsa. W HPP istotna jest szczelonść opakowania. Tak zapakowany produkt umieszcza się w komorze ciśnieniowej, która jest następnie odpowietrzana i wypełniana wodą. Generowane przez pompę ciśnienie hydrostatyczne przenoszone jest na produkt, gdzie rozkłada się równomiernie w całej jego objętości. Zawartość wody chroni go przed zniszczeniem. Po procesie produkt poddany wysokociśnieniowej obróbce opuszcza komorę w całkowicie niezmienionym stanie. 

 

Wysokie ciśnienie – wysokie bezpieczeństwo

HPP stosowane jest do obróbki opakowanej żywności. Większość przetworów mięsnych to produkty o wysokiej zawartości wody. Ciśnienie hydrostatyczne rozchodzi się w objętości produktu równomiernie, we wszystkich kierunkach. Nie generuje także sił tnących, a zawartość wody w produkcie chroni go przed zmiażdżeniem. HPP w przeciwieństwie do obróbki termicznej działa natychmiastowo, w całej objętości produktu żywnościowego, niezależnie od jego wielkości i geometrii.

Technologia HPP jest metodą, która umożliwia zachowanie właściwości mięsa i jego przetworów. Innowacyje działanie HPP polaga na tym, iż wysokie ciśnienie wywołuje zmiany tylko w związkach o dużej masie cząsteczkowej. Związki o mniejszej masie, takie jak witaminy, związki smakowo-zapachowe, czy aminokwasy pozostają w formie nienaruszonej. Technologia polega na ograniczeniu stosowania wysokiej temperatury podczas procesu utrwtalania, co jest jej największą zaletą. Produkt utrwalony posiada właściwości podobne do produktu nie poddanego obróbce, jednak jego trwałość jest znacznie zwiękoszna.

 

Poziomy ciśnień stosowane w branży mięsnej:

200-400 MPa

• Poprawa właściwości ogranoleptycznych

• Poprawa tekstury

• Minimalizowanie strat (np. zwiększenie wodochłonności)

400-600MPa

• Niszczenie patogenów i drobnustrojów psujących żywność
• Zwiększenie trwałości

 

HPP jest innowacyjnym sposobem wydłużenia okresu przydatności do spożycia szczelnie zapakowanych produktów w ich finalnych opakowaniach. Produkty mięsne mogą być wtórnie zanieczyszczone podczas porcjowania lub plasterkowania. W skutek niewłaściwej obróbki technologicznej, zanieczyszczeń krzyżowych lub nieprawidłowego przechowywania, w żywności może dojść do rozwóju nieporządanych drobnoustrojów. W produktach mięsnych szczególnie niebezpieczne są chorobotwórce, takie jak Listeria lub Salmonella. Obróbka wysokociśnieniowa jest wykorzystywana do skutecznej eliminacji patogentów i zapewnienia bezpieczeństwa produktów. 

 

Marynowane mięso

Marynowanie jest powszechnie stosowaną przez przemysł mięsny metodą utrwalania żywności, która zwiększając walory smakowe mięsa jednocześnie powoduje utrzymanie jego wilgotności oraz poprawię teksturę. Dodatkowo związki chemiczne obecne w przyprawach oraz niskie pH marynat efektywnie rozwój drobnoustrojów psujących żywność. 

Połączenie utrwalania wysokociśnieniowego HPP z marynowaniem mięsa jest popularną w branży praktyką. Efektem jej stosowania jest eliminacja ewentualnych zmian barwy spowodowanych procesem HPP oraz nasilenie efektu bakteriobójczego. Mięso posiada dłuższą przydatność do spożycia dzięki degradacji mikroorganizmów wysokim ciśnieniem, a działanie składników marynaty wzmacnia ten efekt. 

Zalety

• Produkty o przedłużonym okresie trwałości
• Wzmocnienie degradacji drobnoustrojów 
• Ułatwiona dystrybucja produktu w dalsze regiony
• Produkt naturalny bez dodatków i wzmacniaczy smaku
• Czysta etykieta
• Maskowanie strat barwy podczas obróbki mięsa

 

Figure 1.  The effect of high pressure processing on the different groups of microorganisms in marinated beef during 150 days refrigerated storage [3]

Garriga i in. [3] przeprowadzili badania przechowalnicze marynowanej polędwicy wołowej poddanej procesowi wysokociśnieniowego utrwalania. Przedstawione wykresy ilustrują potencjał wykorzystania technologii HPP w degradacji drobnoustrojów w marynowanej polędwicy wołowej. Badacze zaobserwowali, iż przez cały okres przechowywania (120 dni) poziom drobnoustrójów w produkcie HPP znajdował się poniżej poziomu detekcji, co  przedłużyło termin przydatności do spożycia i zapewniło bezpieczeństwo produktu. 

Figure.2 The aerobic colony count (log₁₀ CFU/g) of steak samples after HPP treatment at 90 days of refrigerated storage [6]

Wang i in. [6] badali wpływ obróbki HPP na stabilność mikrobiologiczną marynowanych steków wołowych podczas okresu przechowywania. Termin przydatności do spożycia przed procesem wynosił 7 dni. Analiza wykazała, iż obróbka wysokociśnieniowa marynowanych steków spowodowała przedłużenie ich trwałości do ponad 80 dni. Właściwości białek mięsa przy wyższych ciśnieniach były identyczne jak w przypadku mięs świeżych i marynowanych bez HPP. Warto też dodać, że przez cały okres przechowywania liczebności patogenów, takich jak E. coli, Listeria, czy Salmonella oznaczone zostały poniżej granicy wykrywalności [6].

Figure.3 The fresh, marinated beef steak and HPP marinated beef. The first row left to right were fresh steak, marinated steak,  marinated beef steak treated with 300 MPa and 350 MPa. The second row from left to right were marinated beef steaks treated with 400 MPa, 450 MPa, 500 MPa and 600 MPa, respectively [6]

Zdjęcie przedstawia porównanie barwy steków wołowych w sosie teryaki poddanych procesowi HPP. Wang i in. [6] wykazałi brak wizualnej różnicy pomiędzy próbką kontrolną, a mięsem po obróbce wysokociśnieniowej. Dopiero analiza instrumentalna wykazała zmiany parametrów L*, a*, b*, jednak wszystkie próbki zyskały jednak akceptowalność, gdyż nie zaobserwowano istotnych zmian koloru. Zastosowanie HPP jako proces utrwalania mięsa marynowanego umożliwia zamaskowanie ewentualnych zmian barwy spowodowanych wysokim ciśnieniem. Kotlety wieprzowe w czosnkowej marynacie poddane HPP [6] wykazały również delikatną zmianę barwy, lecz pomiędzy próbkami marynowanymi po obróbce nie zaobserwowano istotnych zmian.  Obróbka na poziomie 600MPa spowodowała również zwiększenie wodochłonności mięsa o 28,8% w porównaniu z mięsem świeżym (10,5%). 

 

Zakażenia krzyżowe 

Procesy biochemiczne zachodzące podczas psucia się mięsa wywołują niekorzystne zmiany sensoryczne oraz jego śluzowacenie. Jest to efekt działalności drobnoustrojów, na którą szczególnie narażone są krojone produkty mięsne, takie jak np. wędliny plasterkowane. Czynnikiem zagrożenia są zakażenia krzyżowe. Wędliny pakowane próżniowo często zostają zainfekowane np. bakteriami fermentacji mlekowej lub drożdże, które podczas plasterkowania lub pakowania mogą dostać się do produktu. W przypadku produktów mięsnych liczebność saprofitów na poziomie 10⁶ jtk/g skutkuje już widocznymi objawami psucia i skróceniem terminu przydatności do spożycia produktów mięsnych [5]. 

Table 1. Influence of high pressure on microbial quality of cooked and raw smoked pork loin [4]

Powyższa tabela przedstawia wyniki badań Hać-Szymańczuk i in. [4] nad wpływem obróbki wysokociśnieniowej HPP na liczebność poszczególnych grup drobnoustrojów w polędwicy sopockiej oraz surowej polędwicy wędzonej w trakcie 8 tygodni przechowywania. Podczas tego okresu w produktach mięsnych poddanych utrwalaniu wysokociśnieniowemu utrzymywał się bardzo niski poziom drobnoustrojów w przeciwieństwie do mięsa nie poddanego HPP, gdzie zaobserwowano ich wysoką liczebność. Wiązało się to z rozpoczęciem procesów psucia się produktu nieutrwalonego.

Table 2. Microbial evoluation in sliced vacuum-packed dry cured ham during storage at 4ºC [3]

Suszone produkty mięsne często narażone są na rozwój drożdży oraz ziarniaków gram-dodatnich. Obróbka HPP wędzonych i suszonych produktów mięsnych jest rozwiązaniem umożliwiającym kontrolę rozwoju tych drobnoustrojów. Garriga i in. [3] Poddali badaniu pakowaną próżniowo suszoną szynkę wieprzową utrwalaną przy użyciu technologii HPP. Poziom liczebności wszystkich grup mikroorganizmów powodujących psucie się szynki mieścił się na bardzo niskim poziomie przez cały okres 120 dni przechowywania chłodniczego.

Obróbka wysokim ciśnieniem jest metodą utrwalania, która umożliwia redukcję drobnoustrojów oraz co ważniejsze utrzymanie stabilności mikrobiologiczną produktu przez cały okres trwałości. Botsaris i Taki [1] w swoim badaniu nad wpływem obróbki HPP na jakość i trwałość plasterkowanej szynki oraz frankfurterek nie odnotowali przez cały czas przechowywania istotnego wzrostu drobnoustrojów. Przez okres 7 tygodni produkty charakteryzowały się stabilnością mikrobiologiczną oraz minimalnymi wahaniami liczebności ogólnej liczby drobnoustrojów tlenowych, zarówno w szynce, jak w kiełbasach pakowanych próżniowo. Okres przydatności do spożycia wzrósł z 7 do 49 dni dzięki zastosowaniu procesu wysokociśnieniowego utrwalania. 

Figure 4. Graphic representation of the effect of HPP on the TAC at 30ºC of vacuum-packed sliced ham. The log₁₀ CFU/g of HPP-treated and nontreated product is plotted against the storage time at 4ºC [1]

Figure 6. Graphic representation of the effect of HPP on the TAC at 30ºC of frankfurters.  The log₁₀ CFU/g of HPP-treated and nontreated product is plotted against the storage time at 4ºC  [1]

Cechy sensoryczne

Smak i zapach – główne cechy wpływające na akceptację konsumencką wybieranych produktów.

Innowacyjna technologia HPP z uwagi na swój mechanizm działania zachowuje walory sensoryczne produktów mięsnych. Nie gwaratują tego tradycyjne metody obróbki. Stosowanie wysokiego ciśnienia nie naraża produktów mięsnych na utratę ich cech sensorycznych. Dzięki ograniczonemu wpływowi ciśnieniowania na skład chemiczny żywności, cechy takie jak smak, czy zapach są zachowane po obróbce. Czyni to produkt atrakcyjnym przez cały okres przydatności do spożycia. 

Wyniki analizy sensorycznej wieprzowej kiełbasy poddanej obróbce wysokociśnieniowej o rożnych parametrach zostały przedstawione poniżej. Produkt zyskał ogólną akceptowalność z uwagi na brak istotnych zmian parametrów. Kiełbasa dzięki obróbce HPP zyskała na pozytywną ocene właściwości smakowo-zapachowych  Według oceniających produkt przez cały okres przechowywania posiadał lepszy smak oraz ogólny wygląd co czyniło go atrakcyjniejszym. Okres trwałości kiełbasy dodatkowo został wydłużony o 30% dzięki zastosowaniu wysokiego ciśnienia. 

Figure 5. Sensory evaluation of high-pressure treater pork sausage with different time and pressure parameters of HPP process [7]

HPP jest innowacyjną metodą utrwalania produktów. Jest to ostatni proces w ciągu produkcyjnym przeprowadzany zaraz po pakowaniu. Produkt umieszczany jest w komorach ciśnieniowych w swoim opakowaniu finalnym. Metoda wysokociśnieniowego utrwalania żywności połączona z przechowywaniem chłodniczym jest skutecznym sposobem przedłużenia terminu przydatności do spożycia mięsa i jego przetworów, przy minimalizowaniu negatywnego wpływu na cechy produktu.

Konstrukcja urządzeń EXDIN Solutions pozwala na prowadzenie procesu utrwalania HPP, który może być zintegrowany z linią produkcyjną. Produkt umieszczany jest w komorach ciśnieniowych po procesie pakowania, w swoim opakowaniu finalnym. Podczas etapu pakowania istnieje zagrożenie zakażenia wtórnego. HPP umożliwia eliminowanie tego zagrożenia, a produkt utrwalany wysokociśnieniowo jest stabilny mikrobiologicznie i nie traci jednocześnie cech sensorycznych.

 

Zalety HPP

• Przedłużenie terminu przydatności bez negatywnego wpływu na produkt
• Zwiększone bezpieczeństwo i eliminacja zakażeń krzyżowych
• Zachowanie naturalnych walorów smakowo-zapachowych
• Tworzenie produktów o czystej etykiecie – bez sztucznych dodatków
• Innowacyjne produkty o wysokiej jakości
• Ułatwiona dystrybucja i gwarantowany efekt rynkowy

Zapraszamy do współpracy

 Pragnąc sprostać Państwa oczekiwaniom, EXDIN Solutions oprócz wysokiej jakości urządzeń, zapewnia ceny producenta, będące rezultatem optymalnego doboru technologii do potrzeb klienta.  Przed rozpoczęciem współpracy każdy z potencjalnych produktów jest dokładnie przebadany, aby zapewnić najkorzystniejsze dla Państwa rozwiązanie technologiczne. Dążymy do tego aby być preferowanym partnerem dla klientów, przekazując im nasze unikalne możliwości i kompetencje w postaci oferowanych urządzeń, systemów i usług. 

 

W celu uzyskania szerszych informacji prosimy o kontakt telefoniczny +48 12 222 00 37 ​ lub e-mail contact@exdinsolutions.com

 

Literatura

[1] Botsaris G., Taki A., 2014. Effect of high-pressure processing on the microbial quality throughout the shelf life of vacuum-packed sliced ham and frankfurters. Journal of Food Processing and Preservation, 39(6) 

[2] Fuentes V., Ventanas J., Morcuende D., Estevez M., Ventanas S., 2010. Lipid and protein oxidation and sensoryproperties of vacuum-packaged dry-cured ham subjected to high hydrostatic pressure. Meat science, 85(3), 506–14

[3] Garriga M., Aymerich T., Hugas M., 2002. Effect of high pressure processing on the microbiology of skin vacuum packaged sliced meat products: cooked pork ham, dry cured pork ham and marinated beef loin. Profit Final Project Report

[4] Hać-Szymańczuk E., Mroczek J., Tworzydlak S., Stolpe B., 2005. Wpływ wysokiego ciśnienia na wybrane cechy jakościowe polędwicy sopockiej i surowej polędwicy wędzonej. Żywność. Nauk. Technologia. Jakość., 4(45): 42-51

[5] Pietrzak D., Trejda E., Ziarno M., 2011. Wpływ wysokiego ciśnienia na wybrane właściwości oraz trwałość kotlecików z mięsa drobiowego żywność. Nauka. Technologia. Jakość., 1 (74): 68-78

[6] Wang H., Yao J., Gerlat M., Ganzle M., 2017. Effect of High Pressure Processing on Quality, Sensory Acceptability and Microbial Stability of Marinated Beef Steaks and Pork Chops during Refrigerated Storage. Report 1., Affiliation: Albersta Agriculture and Forestry

[7] C. K. Yeung, S.C. Huang, 2016. Effects of High-pressure Processing Technique on the Quality and Shelf Life of Chinese Style Sausages. Journal of Food and Nutrition Research, 4(7): 442-447