poniedziałek, 26 październik 2020
czwartek, 28 grudzień 2017 14:17

Rodzaje rozmrażania mięsa

Rozmrażanie mięsa jest procesem polegającym na ogrzewaniu mięsa lub podrobów do temperatury topnienia wymrożonego lodu i doprowadzeniu mięsa do temperatury umożliwiającej poddanie go niezbędnej obróbce przetwórczej lub kulinarnej. Proces rozmrażania powinien być prowadzony w warunkach które zapewniają najpełniejsze odtworzenie pierwotnych cech produktu. Produkt po rozmrożeniu powinien być jak najbardziej świeży. W tym celu należy ograniczyć do minimum wyciek, który przyczynia się do dużych start jakościowych oraz zmiany fizyczne, biochemiczne i mikrobiologiczne.

Należy pamiętać, że nawet najlepszy sposób rozmrażania nie przywróci pełnej jakości produktu, która została utracona podczas mrożenia i składowania. Wskaźnikiem niekorzystnych zmian jakościowych jest wielkość ubytków masy. W optymalnych warunkach zamrażania, składowania i rozmrażania dochodzi ona do 5%, natomiast w przypadku odstępstw może wzrosnąć nawet do 15% masy mięsa. Optymalne efekty rozmrażania uzyskuje się, gdy czas zamrażania mięsa i jego rozmrażania jest w przybliżeniu jednakowy. Należy pamiętać jednak, że mięso po rozmrożeniu należy jak najszybciej skierować do dalszego przetwórstwa i/lub poddać obróbce kulinarnej.

 

ZMIANY ZACHODZĄCE W MIĘSIE PODCZAS ROZMRAŻANIA
W produktach po rozmrożeniu zachodzi szereg zmian, takich jak: zmiany strukturalne, rekrystalizacja, ubytki masy produktów, oparzelina mrozowa, przemiany białek, tłuszczów, węglowodanów, przemiany enzymatyczne, zmiany wyróżników sensorycznych. Wraz z postępującym topnieniem lodu i podwyższaniem temperatury uaktywniają się procesy biochemiczne, które w mięsie mrożonym były spowolnione bądź zahamowane. Z komórek, które zostały uszkodzone w trakcie mrożenia uwalniają się enzymy, które mając ułatwiony dostęp do substratów są aktywniejsze niż w stanie związanym. Ponadto powierzchnia mięsa wraz z podwyższaniem się temperatury staje się coraz bardziej wilgotna co sprzyja silnemu rozwojowi bakterii, przez co trwałość mięsa rozmrożonego jest poważnie zmniejszona. Wzrost mikroflory bakteryjnej powoduje m.in. niekorzystne zmiany wyróżników jakościowych. Rozmrażanie jest bardzo ważnym procesem, który musi być prowadzony w sposób prawidłowy, gdyż nawet jeśli surowiec został poprawnie zamrożony i był przechowywany w optymalnych warunkach to niewłaściwe postępowanie podczas rozmrażania prowadzi do nieodwracalnych zmian. W surowcu może nastąpić znaczne pogorszenie się właściwości technologicznych - głównie tekstury i zdolności utrzymania wody, a także pogorszenie barwy i smakowitości.Rodzaje rozmrazania miesa 2

RODZAJE ROZMRAŻANIA MIĘSA
Podczas doboru metody rozmrażania należy uwzględnić: czas procesu, wydajność urządzenia, wymiary i kształt produktu, ubytek masy produktów, zakładany sposób dalszego przerobu lub użytkowania, wymagania jakościowe, zapotrzebowanie miejsca oraz możliwość dezynfekcji. Najbardziej znaną metodą rozmrażania surowców mięsnych jest metoda tradycyjna. Charakteryzuje się ona uniwersalnością zastosowania i możliwością dostosowania do konkretnych warunków zakładów, ponadto jest prosta i łatwa do przeprowadzenia. Proces ten przebiega zazwyczaj „w powietrzu” lub „w wodzie”. Pierwszy sposób polega na ogrzewaniu mięsa zamrożonego za pomocą ciepła pobranego z otoczenia. W zakładach powszechnie prowadzone jest w magazynach bądź w chłodniach. Jest to proces dość długotrwały, który może trwać nawet do 3 dni, ponadto wymaga zapotrzebowania na duże powierzchnie magazynowe. Szybszym sposobem jest rozmrażanie w wodzie, które może być wykonane przez zanurzenie zamrożonego mięsa w środowisku płynnym lub przez zraszanie zamrożonego mięsa. Do rozmrażania mięsa w środowisku płynnym stosuje się dwa czynniki: wodę lub solankę. Ten sposób rozmrażania stwarza jednak duże zagrożenie mikrobiologiczne przez możliwość kontaminacji krzyżowej. Dobrą alternatywą dla metody tradycyjnej są coraz częściej pojawiające się w zakładach komory do rozmrażania (komory defrostacyjne). Są to urządzenia służące do przeprowadzania procesu rozmrażania cechujące się zazwyczaj nowoczesną konstrukcją i bogatym wyposażeniem. Pozwalają one rozmrażać produkty w znacznie krótszym czasie w porównaniu do metod tradycyjnych. Wyeliminowanie pracochłonnych czynności wpływa na zwiększenie wydajności i zmniejszenie kosztów produkcji. Produkty są rozmrażane jednolicie, co wpływa korzystnie na ich jakość. W komorach można szybko i równomierne rozmrażać produkty pakowane w blokach, luzem oraz w kartonach. Producenci komór zapewniają, że pomimo szybkiego tempa rozmrażania, nie ma wycieku a tkanka rozmrażanych produktów nie zostaje rozerwana. Proces rozmrażania w komorach dąży do osiągnięcia jak najdalej posuniętej odwracalności procesu zamrażania przy najmniejszych zmianach w strukturze mięsa. W ostatnich latach trwa stałe zainteresowanie badaniami nad znalezieniem alternatywnych technologii rozmrażania, takich jak np. wykorzystanie wysokich ciśnień, mikrofal czy ultradźwięków. Poniżej opisano różne rodzaje rozmrażania mięsa.

Rozmrażanie mikrofalowe oraz metoda tempering
Rozmrażanie mięsa, drobiu, ryb, masła i innych produktów żywnościowych za pomocą mikrofal stało się szeroko rozpowszechnioną metodą, stosowaną w przemyśle. Proces określany terminem „tempering” zwykle prowadzony jest w celu podwyższenia temperatury zmrożonych produktów od około –30° C do –4 czy –2° C. Należy pamiętać o tym, aby w produktach zawierających dużo wody, nie prowadzić procesu rozmrażania aż do uzyskania temperatury powyżej 0° C, gdyż woda znacznie intensywniej pochłania mikrofale niż lód. W efekcie miejscowe roztopienie lodu prowadzi do szybkiego wzrostu temperatury wody, co może doprowadzić niekiedy do lokalnego zagotowania wody, mimo że w innych częściach rozmrażanego produktu temperatura jest nadal ujemna. Aby wyeliminować ten efekt niezbędne jest stosowanie odpowiednich procedur nagrzewania mikrofalami. Przede wszystkim niezbędne jest możliwie jednorodne nagrzewanie rozmrażanego produktu w całej jego objętości. Często jest to jednak trudne, chociażby z powodu niejednorodnego składu produktu (występuje np. tkanka kostna, tłuszcz, tkanka mięśniowa). Przykładowo w czasie rozmrażania kurcząt temperatura przy kościach podnosi się nawet do 60° C, podczas gdy grube mięśnie piersiowe są jeszcze zamrożone. Ponadto stosując generatory o częstotliwości 2450 MHz długość fali elektromagnetycznej wynosi około 12 cm a jej odbicia od ścianek komory mogą prowadzić do powstawania tzw. fali stojącej czyli do niejednorodnego rozkładu gęstości mocy mikrofalowej w rozmrażanym produkcie. W celu zapobiegania takim niepożądanym efektom, stosuje się następujące rozwiązania techniczne:
• przy rozmrażaniu dużych bloków mięsa stosowane są generatory o częstotliwości 915 MHz i długości fali ok. 30 cm,
• nagrzewanie prowadzone jest w trybie impulsowym – krótki czas nagrzewania i następnie przerwa w celu rozprowadzenia ciepła w produkcie w wyniku przewodnictwa cieplnego,
• stosuje się nagrzewanie z wielu generatorów mikrofalowych, tak sprzężonych, aby średnia gęstość mocy mikrofalowej w rozmrażanym produkcie była możliwie stała,
• zapewnia się ciągły ruch rozmrażanego produktu wewnątrz komory, aby różne obszary jedynie na chwilę mogły znajdować się w silniejszym polu mikrofalowym,
• rozmrażany produkt owiewany jest zimnym powietrzem [Parosa].
Rozmrażanie za pomocą mikrofal prowadzone jest zwykle wewnątrz komór o specjalnej konstrukcji, w których rozmrażany produkt znajdujący się w kartonach jest przemieszczany na transporterach i nagrzewany mikrofalami z promienników umieszczonych na ścianach komory. Moc generatorów mikrofalowych zainstalowanych w typowych urządzeniach do rozmrażania mieści się w zakresie 30-120 kW (umożliwiają przetworzenie 1-4 t/h mięsa lub 1,5-6 t/h masła). Przykładowo do rozmrożenia 1,4 do 2 t/h mięsa stosuje są generatory o mocy 60 kW i częstotliwości 915 MHz. Aby zminimalizować straty produktu podczas rozmrażania oraz w celu zapobiegania powstawaniu tzw. osuszki na powierzchni mięsa, dodatkowo stosuje się natrysk wodny i zapewnia odpowiednio dużą wilgotność powietrza przepływającego przez komorę [Parosa].

Zalety temperingu:
• czas zabiegu skraca się z wielu godzin do kilku lub kilkudziesięciu minut,
• proces może być prowadzony w opakowaniach, stąd mniejsze jest prawdopodobieństwo rozwoju drobnoustrojów na powierzchni,
• ograniczenie strat masy produktu,
• duża retencja soków komórkowych,
• utrzymanie pH mięsa na właściwym poziomie,
• znaczne zmniejszenie powierzchni produkcyjnej [Kondratowicz, Dajnowska].

Wady temperingu:
• w temperaturach bliskich 0° C warstwa zewnętrzna absorbuje znaczne ilości energii i produkt na powierzchni może ulec przegrzaniu [Kondratowicz, Dajnowska].

Zastosowanie wysokich ciśnień
Rozmrażanie mięsa przy wykorzystaniu wysokich ciśnień jest innowacyjną metodą, którą spotkać można w technologii rozmrażania mięsa głęboko zamrożonego. Metoda wysokich ciśnień (PIT – pressure-induced thawing) polega na umieszczeniu produktu w komorze roboczej i doprowadzeniu do niego odpowiednio wysokiego ciśnienia, przy jednoczesnym ustaleniu odpowiednich parametrów temperatury i wilgotności. Wysokość ciśnienia stosowanego w tym procesie może przekraczać 200 MPa. W stosunku do metody tradycyjnej czas rozmrażania jest krótszy. Redukcja czasu procesu jest proporcjonalna do względnej różnicy między początkowym punktem topnienia i temperaturą otoczenia. W badaniach naukowych dotyczących mięsa wołowego wykazano, że zastosowanie wysokich ciśnień nie tylko pozwala na skrócenie czasu rozmrażania, ale także nie wpływa negatywnie na barwę oraz nie powoduje strat [Zhao i in.]. Co więcej, zwrócono także uwagę na mikrobiologiczną zaletę rozmrażania pod wysokim ciśnieniem (HPIT), a mianowicie niska temperatura i wysokie ciśnienie mogą mieć synergistyczny wpływ na śmiertelność drobnoustrojów [Otero i Sanz]. Pomimo zalet tej metody pojawiają się doniesienia o możliwym wystąpieniu skutków ubocznych związanych ze zmianą barwy rozmrażanych produktów. Aby uniknąć tego niekorzystnego efektu przyjęto, że dla rozmrażania wołowiny bezpiecznym ciśnieniem jest 50 MPa. Przy tej wartości ciśnienia również wielkość wycieku podczas rozmrażania była najmniejsza [Postolski].

Zastosowanie ultradźwięków
Przeprowadzone badania wykazały, że czas procesu rozmrażania za pomocą ultradźwięków jest kilkukrotnie krótszy, w porównaniu z metodami tradycyjnymi. Ponadto wyciek rozmrażalniczy jest mniejszy, co ma wpływ na efekt ekonomiczny procesu. Przykładowo, zawartość białka w utraconym soku komórkowym wynosi średnio 10%, co przy wycieku rozmrażalniczym rzędu 5% stanowi stratę białka 0,5 kg ze 100 kg rozmrażanej masy surowca [Dolata; Kondratowicz]. Z fizycznego punktu widzenia ultradźwięki są bardziej absorbowane przez zamrożoną tkankę mięśniową niż przez niezamrożoną. Stopień ekstynkcji fal ultradźwiękowych osiąga maksimum w punkcie początkowej temperatury zamarzania. Jest to punkt, w którym czysty lód i woda w stanie ciekłym występują w równowadze. Współczynnik ekstynkcji fal ultradźwiękowych dla ultradźwięków o częstotliwości 2 MHz ma ponad trzykrotnie większą wartość w temperaturze -20° C niż w przedziale 0-20° C [Miles i in]. Podczas działania fal ultradźwiękowych następują straty energii i duża jej część jest rozpraszana w postaci ciepła. Wywołuje to zjawisko podnoszenia temperatury na powierzchni, w stosunku do temperatury panującej wewnątrz rozmrażanego surowca. Badania wykazały, że podczas stosowania tej metody rozmrażania bardzo istotny jest dobór parametrów. Moc generatora ultradźwięków musi być optymalna aby szybkość rozmrażania była maksymalnie duża bez jednoczesnego przegrzewania powierzchni surowca mięsnego [Miles i in.; Dolata i in.]. W przeprowadzonych do tej pory badaniach zastosowano ultradźwięki do rozmrażania bloków ryb zanurzonych w wodzie. Stosując częstotliwość 1500 Hz i moc 60 W uzyskano skrócenie czasu rozmrażania o 82%. Analiza sensoryczna ryb rozmrożonych za pomocą ultradźwięków wykazała, że nie ma różnic w stosunku do ryb rozmrożonych przez zanurzenie w wodzie [Kissam]. W kolejnych badaniach wykorzystując inne parametry (500 kHz i 0,5 W/cm2) wykazano, że szybkość ogrzewania w rozmrożonych obszarach zwiększa się wraz z intensywnością i częstotliwością ultradźwięków, osiągając najlepszy efekt, gdy moduł generujący ultradźwięki był równoległy do włókna mięśniowego [Miles i in.]. Ponadto wykazano, że niektóre parametry rozmrażania (niższe niż 430 kHz i wyższe niż 740 kHz) doprowadziły do przegrzania obszarów i słabej penetracji ultradźwięków w głąb mięsa. Połączenie częstotliwości 500 kHz przy gęstości mocy 0,5 W/cm2 wykazało, że rozmrażanie przebiega efektywnie, bez nadmiernego nagrzania powierzchni mięsa [Miles i in.].

Rozmrażanie opornościowe
Metoda ta polega na przepuszczaniu przez surowiec prądu zmiennego wytwarzanego pomiędzy elektrodami, w wyniku czego surowiec zaczyna się nagrzewać. Jest to jedna z metod rozmrażania objętościowego, gdyż rozmrażanie przebiega jednolicie w całej masie surowca. Proces rozmrażania w porównaniu do metody tradycyjnej jest znacznie szybszy i bardziej równomierny co skutkuje lepszym zachowaniem smakowitości i spójności rozmrażanego surowca. Przeprowadzono badania na wołowinie wykorzystując różne napięcia (10, 20, 30 V przypadające na cm2). Zauważono, że w wzrost napięcia skutkuje skróceniem czasu rozmrażania, uzyskując różnice czasowe między rozmrażaniem opornościowym (828, 703, 586 sekund) i konwencjonalnym (927 sekund). Jednakże, w wyniku przeprowadzonych badań zaobserwowano, że mięso było mniej kruche niż rozmrażane w sposób konwencjonalny [Icier i in.]. Kolejne badaniach dotyczące ogrzewania opornościowego mięsa przeprowadzono wykorzystując częstotliwość prądu 50 Hz i napięcie 3,6 V. Zaobserwowano, że przy ogrzewaniu opornościowym duże znaczenie ma przewodność elektryczna surowca. Skuteczność tej metody rozmrażania jest więc zależna od przewodności elektrycznej każdego z komponentów surowca. Dla przykładu chude mięso w porównaniu do tłuszczu charakteryzuje się wyższą wartością przewodnictwa [McKenna i in.]. Rozmrażanie opornościowe może być również wykorzystywane jako metoda uzupełniająca inne bardziej powszechne. Zaletami tej metody jest skrócenie czasu rozmrażania oraz mniejszy wyciek rozmrażalniczy.

Rozmrażanie dielektryczne
Rozmrażanie dielektryczne, podobnie jak rozmrażanie opornościowe jest najczęściej wykorzystywane jako uzupełnienie innej techniki. Proces ten polega na umieszczeniu rozmrażanego surowca w jednolitym polu elektrycznym. Pole elektryczne wytwarzane jest przez, niemające bezpośredniej styczności z produktem, otaczające go elektrody. Bardzo ważnym czynnikiem, który ma wpływ na pozytywny efekt procesu rozmrażania jest dobranie odpowiedniej częstotliwości. Powinna być ona na tyle wysoka, aby ograniczyć napięcie pomiędzy elektrodami oraz jednocześnie stosunkowo niska, aby ograniczyć utrudnienia związane z falą stojącą i ułatwić kontrolę nad rozmrażanym surowcem. Rozmrażanie dielektryczne pozwala na kontrolowane podwyższanie temperatury w całej objętości surowca, a jego efekty, biorąc pod uwagę jakość surowca, są porównywalne z rozmrażaniem tradycyjnym.

Rozmrażanie za pomocą fali radiowych
Jest rodzajem rozmrażania dielektrycznego. Zastosowanie fal radiowych jest innowacyjną metodą rozmrażania mięsa i wyrobów mięsnych, która umożliwia rozmrażanie produktów o dużych gabarytach i masach luzem lub w opakowaniach zbiorczych. Korzyściami związanymi z zastosowaniem tej metody są m.in.: redukcja czasu trwania procesu, równomierność rozmrażania w całej objętości produktu, możliwość dokładnej kontroli temperatury, zahamowanie zmian na powierzchni produktu, redukcja wycieku a także oszczędność powierzchni pomieszczeń [Sanders]. Ponadto dzięki skróceniu czasu trwania procesu ograniczone jest pole działania drobnoustrojów, które w krótkim czasie nie zdążą się namnożyć [Stalam]. Zaletą tej metody rozmrażania jest fakt, że umożliwia prowadzenie procesu w sposób ciągły, poprzez umieszczenie produktu na przenośniku taśmowym, na którym produkt porusza się między dwiema elektrodami. Przeprowadzone badania wykazały, że rozmrażanie kawałków bekonu o masie 15 kg w opakowaniach kartonowych, plastikowych oraz bez opakowań trwało tyle samo. Ważnym faktem jest to, że karton i plastik mają bardzo niski współczynnik strat dielektrycznych, co jednak nie wpłynęło na różnicę w czasie rozmrażania produktów w opakowaniach i bez. We wszystkich przypadkach czas wynosił 130 minut, a produkty ogrzewano z -18,2° C do -2° C. W kolejnych badaniach wykorzystano fale radiowe do rozmrażania wołowiny. Stwierdzono, że jest to efektywna metoda rozmrażania, która powoduje mniejszy wyciek i mniejszą stratę mikroelementów niż konwencjonalne rozmrażanie powietrzem [Farag i in.]. Mniejszy wyciek zaobserwowano również podczas rozmrażania bloków chudej wołowiny o grubości 4 cm oraz bloków mięsa o masie od 30 do 60 kg. W obu przypadkach wyciek wynosił mniej niż 1%, pomimo, iż czas ogrzewania, ogrzewany produkt oraz wykorzystana aparatura były inne [Bengtsson; von Heeren; Sanders].Rodzaje rozmrazania miesa 3

Rozmrażanie sublimacyjno – próżniowo – parowe
Rozmrażanie sublimacyjno – próżniowo – parowe przebiega w sposób dwuetapowy. Pierwszym, wstępnym etapem jest sublimacja. W rozmrażanym mięsie, w wyniku sublimacji lodu, wytwarzana jest odpowiednio pojemna struktura porowata. Drugim, zasadniczym etapem procesu rozmrażania, jest rozmrażanie próżniowo-parowe (etap zaparowania komory). W tym etapie para wodna wnika w strukturę porowatą i kondensując się tam rozmraża próbkę mięsa od wewnątrz. Skondensowana para wodna powoduje rehydratację odwodnionej, porowatej struktury przywracając jej walory mięsa świeżego [Diakun i Kopeć].

PODSUMOWANIE
Wybór odpowiedniej metody rozmrażania zależy m.in. od możliwości magazynowych, aparaturowych i finansowych producenta. Nowości pojawiające się na rynku umożliwiają producentowi wybranie takiej metody, która spełni jego oczekiwania. W artykule obok tradycyjnych metod przedstawiono również nowe metody rozmrażania, takie jak np. zastosowanie wysokich ciśnień, mikrofal czy prądu elektrycznego. Można zauważyć, że zostały one opracowane w celu skrócenia czasu rozmrażania, nie wpływając jednocześnie na sensoryczne, technologiczne czy mikrobiologiczne właściwości mięsa. Należy pamiętać jednak, że wiele z tych metod jest tylko w fazie eksperymentalnej. Co jednak stanowi dobry punkt wyjścia do wdrażania nowych technologii. W dziedzinie zamrażania oraz rozmrażania mięsa i jego przetworów konieczne są dalsze badania, tak aby w przyszłości istniała możliwość wdrożenia niektórych metod na poziomie przemysłowym.

Agnieszka Frala – Zakład Żywności i Żywienia, Akademia Wychowania Fizycznego im. E. Piaseckiego w Poznaniu

Skomentuj

Upewnij się, że zostały wprowadzone wszystkie wymagane informacje oznaczone gwiazdką (*). Kod HTML jest niedozwolony.

Najlepsi dostawcy i producenci maszyn, przypraw, chemii przemysłowej i opakowań zamieszczają swoje reklamy na naszych łamach. Firma WOMAT zajmuje się również kompleksową obsługą medialną i reklamową podmiotów gospodarczych. Zapewniamy wykonanie zlecenia - od projektu do ostatecznej realizacji.

Newsletter

Najważniejsze informacje Cie nie ominą...

Nie spamujemy, też nie lubimy spamu....

Please publish modules in offcanvas position.