CONSERVAREA CĂRNII PRIN FRIG

Frigul artificial este unul dintre mijloacele de conservare cele mai răspîndite,

fiind aplicat atît în tehnologiile de prelucrare a cărnii, cât mai ales ca metodă de

conservare.

Utilizarea frigului permite:

• păstrarea cărnii şi a subproduselor în orice perioadă a anului;

• face posibil transportul acestora la orice distanţă;

• asigură ritmicitate în producţia şi industria cărnii.

Trebuiesc respectate următoarele principii:

produsul obţinut să fie salubru;

tratament frigotehnic făcut precoce şi pe tot fluxul tehnologic de la producător până

la consumator;

igienă severă pe tot parcursul prelucrărilor şi manipulărilor.

În funcţie de nivelul de temperatură, utilizarea frigului pentru conservarea cărnii implică două procedee tehnice: refrigerarea şi congelarea.Refrigerarea este caracterizată prin răcirea produsului la t > 0°C (0°-4°C), conservarea fiind de la câteva zile până la câteva săptămâni, în funcţie de produs, temperatura de depozitare şi tipul de ambalaj folosit.Refrigerarea produce:

încetinirea dezvoltării microflorei provenite din contaminări interne şi externe; reducerea vitezei reacţiilor hidrolitice şi oxidative catalizate de enzime; diminuarea unor procese fizice.

Congelarea este caracterizată prin scăderea temperaturii produsului sub 0°C (în general aproape de -18°C), putându-se realiza o durată de conservare de câteva luni.

Congelarea produce: blocarea multiplicării microorganismelor şi distrugerea unor germeni

sensibili (criosterilizare); oprirea celor mai multe dintre reacţiile biochimice care au loc în carne

postsacrificare.

Refrigerarea cărnii constă în răcirea până în apropierea punctului crioscopic, cînd

temperatura la os ajunge 0°- 4°C.

Tehnologia refrigerării depinde de:

specie;

stare de îngrăşare;

greutate;

forma carcaselor;

destinaţia cărnii.

Refrigerarea urmăreşte reducerea modificărilor produse de microorganisme, prelungind

rezistenţa cărnii proaspete.

Refrigerarea, după viteza de răcire este de două feluri:

lentă;

rapidă.

Refrigerarea, după mediul de răcire se face:

în aer;

în lichide.

Refrigerarea lentă

Se realizează în încăperi cu temperatura aerului în jur de 0°C şi

umiditatea de 90-95%.

Carnea se introduce în sferturi sau jumătăţi, suspendată, după o

prealabilă zvântare, sau direct în stare caldă.

Zvântarea se face în anticamera frigoriferului la 6°C, când carnea

ajunge în timp de 18 ore de la 30°C la circa 10°C.

În cazul refrigerării lente pierderile în greutate sunt mari, iar durata

refrigerării este, în medie, de 30 de ore.

Metoda asigură o bună maturare, însă este neeconomică.

Refrigerarea rapidă

Este răcirea cărnii fără o prealabilă zvîntare, se realizează în tunele de refrigerare, într-o singură fază sau în două faze.

Refrigerarea rapidă într-o singură fază prin convecţie forţată

Acest procedeu de refrigerare se realizează în tuneluri cu deschideri de 6 m şi lungimi de 12; 15 sau 18 m.

Circulaţia aerului poate fi longitudinală, transversală sau verticală (de sus în jos). Vitezele aerului pe tunelul gol vor fi: circulaţie longitudinală, 1-3 m/s; circulaţie transversală: ventilatoarele trebuie să aibă debitul corespunzător unei reciclări de 250 ori volumul de aer din tunel; circulaţie verticală, 1,5 - 2,0 m/s.

Viteza aerului şi temperatura ajung în jur de 0°C şi se menţin constante pe toată durata procesului.

Datorită răcirii rapide a suprafeţei produselor se ajunge, după o anumită perioadă, ca temperatura la suprafaţa produselor să fie apropiată de cea a aerului rece.

Transmiterea căldurii de la suprafaţa produselor (carcase de carne) este limitată, diferenţa de temperatură fiind redusă şi va depinde de transmiterea căldurii prin conducţie de la centrul termic al produsului (carcasei) către suprafaţa produsului (carcasă).

Refrigerarea rapidă prin convecţie forţată în două faze

Metoda permite scurtarea duratei de răcire, prin folosirea unei temperaturi mai coborâte a aerului la începutul procesului de refrigerare. În acest caz, regimul de lucru se separă în două faze: faza întâi, iniţială - se urmăreşte preluarea intensă a căldurii dela produs, prin mărirea diferenţei de temperaturi (ts - tm), folosind aer rece latm= -8 °... -10 °C pentru carnea de porc şi tm= -4 °... -5 °C pentru carnea de vită;carnea fiind caldă nu există pericolul de îngheţare superficială dacă se respectăvalorile prescrise pentru temperatura mediului de răcire până în momentul treceriila faza a doua; faza a doua - se urmăreşte desăvârşirea procesului de răcire, procescare este limitat în timp de valoarea lui λ carne; temperatura aerului se ridică înjurul valorii de 0°C iar viteza curentului de aer poate fi micşorată, deoarece are maimult rolul de a uniformiza câmpul termic.

Refrigerarea rapidă în două faze prezintă următoarele avantaje:

împiedicarea dezvoltării microorganismelor şi menţinerea lor la niveluliniţial; reducerea pierderilor în greutate prin deshidratare, deoarece scăderearapidă a temperaturii suprafeţei produsului micşorează diferenţa de presiuniparţiale a vaporilor din straturile de aer şi, în consecinţă, evaporarea umidităţii de la suprafaţa produselor.

Refrigerarea cărnii de bovine se realizează astfel:

Jumătăţile de carne (semicarcase) se introduc în tunel la o temperatură

de -4°… -5°C, realizându-se în 3 ore o temperatură la suprafaţă de 0°C, iar la

os de aproximativ 2 - 4°C.

În faza a doua, carnea se menţine la temperatura de 0°C, iar după

aproximativ 16 ore temperatura la os ajunge la 4°C.

După refrigerare, jumătăţile se taie în sferturi.

Refrigerarea rapidă în două faze a cărnii de porc se efectuează în

acelaşi tunel.

La început se introduce carnea în tunelul reglat la temperatura de

- 8°…10°C şi la o viteză a aerului de 3-4 m/s, unde se ţine 2 ore, după care

temperatura tunelului se echilibrează la 0°C şi se menţine carnea în continuare

aproximativ 12 ore, timp în care se realizează temperatura de 4°C la os.

Refrigerarea sub vidRefrigerarea sub vid poate fi executată în două variante:

• cu umectare prealabilă a produselor (hidro-vacuum-cooling);• fără umectare prealabilă a produselor (vacuum cooling).

Cunoscând faptul că temperatura de evaporare a apei este dependentă de mărimea vidului, rezultă că scăzând presiunea în interiorul incintei până ce tensiunea de vapori saturaţi este corespunzătoare unor anumite temperaturi, se poate răci un produs alimentar fără cheltuieli de frig.

Refrigerarea cu aer umed (Ice Bank Cooling System)Acest procedeu de refrigerare este recomandat pentru diverse produse de origine vegetală: varză albă, sparanghel, salată, castraveţi, fasole verde, etc. Prezintă următoarele avantaje:aceeaşi cameră poate servi atât la refrigerare cât şi la depozitare;nu necesită degivrări în exploatare;costurile energetice sunt mici (15,4 kWh/ 700 kg varză);răcirea se face de 2 ori mai repede faţă de răcirea clasică;pierderile în greutate se reduc cu 50%;produsele vegetale îşi păstrează starea de prospeţime;nu există riscul congelării, deoarece au loc condensări de vapori de apă pe produse (produsele fiind mai calde decât mediul de răcire), iar pe de altă parte are loc o evaporare a apei din produs (umiditatea de saturaţie a aerului atinge aproape 100%); procedeul este polivalent, putându-se aplica la o gamă largă de produse vegetale;datorită ciclurilor de funcţionare multiple costurile de amortizare unitare se reduc.

Depozitarea

Carnea refrigerată se păstrează în încăperi frigorifice la o temperatură de -1°...0°C, umiditate de 85% şi la o circulaţie moderată a aerului, încărcătura pe metrul liniar se recomandă să fie de 3-4 sferturi pentru carnea de vită, 4 semicarcase la carnea de porc şi 4 carcase pentru carnea de ovine.

Durata de depozitare este de maximum 21 zile pentru carnea de vită şi 15 zile pentru

cea de porc.

Transportul

Transportul carcaselor se face cu mijloace izoterme şi frigorifice, numai în stare suspendată. Ea trebuie să aibă temperatura la os de cel mult 4°C, iar în interiorul vehiculului temperatura să nu depăşească 3°- 6°C la încărcare şi de -1°...-5°C pe timpul transportului.

Modificări ce au loc în carne în timpul refrigerării şi depozitării

Modificările constau în modificări de greutate, culoare, aromă şi consistenţă.

Cea mai importantă modificare se consideră scăderea în greutate, aceasta fiind mai

accentuată în primele zile şi este dependentă de o serie de factori, cum sînt:

temperatura;

gradul de umiditate;

viteza de mişcare a aerului;

durata şi sistemul de refrigerare;

mărimea bucăţilor;

starea de îngrăşare.

Deshidratarea superficială duce la modificarea culorii, datorată concentrării

pigmenţilor (mio- şi hemoglobina) şi oxidării acestora.

Congelarea cărnii

Spre deosebire de refrigerare, congelarea asigură o conservare de lungă

durată, datorită răcirii cărnii la o temperatură mult sub 0°C, cînd apa de

constituţie îngheaţă.

Calitatea cărnii şi subproduselor congelate depinde de temperatura şi

viteza de congelare. Acestea au influenţă asupra cantităţii, dimensiunilor şi

uniformităţii repartiţiei cristalelor de gheaţă formate prin congelarea apei din

ţesutul muscular. Dimensiunile cristalelor de gheaţă determină gradul de

păstrare a integrităţii morfologice a ţesutului muscular, iar uniformitatea

dispunerii acestor cristale influenţează viteza şi gradul de reversibilitate al

ţesutului muscular după decongelare. Cu cât temperatura de congelare este

mai scăzută, îngheţarea are loc mai rapid, apa şi coloizii din ţesuturi rămân în

contact intim, iar cristalele de gheaţă sînt numeroase, dar reduse ca volum.

Acest procedeu face ca fibra musculară să nu fie lezionată. În cazul

unei congelări lente, cristalele de gheaţă sunt reduse ca număr, dar voluminoase

şi ies în spaţiile dintre fibrele musculare, lezionându-le.

Influenţa temperaturii asupra microorganismelor

Carnea se poate congela în carcase sau sub formă de carne tranşată (în blocuri, la pachete etc.).

Congelarea în carcase se realizează cu sau fără refrigerare prealabilă.

Congelarea cu refrigerare prealabilăCarnea refrigerată la 0°...4°C se introduce în tunele de congelare, suspendată pe liniile

aeriene. Gradul de încărcare este de 200-300 kg/m2, în funcţie de specie. Temperatura de congelare este de -30°C, cu viteza de circulaţie a aerului de 5 m/s.

Congelarea se consideră realizată când temperatura în interiorul cărnii ajunge la -15°C care, la carnea de bovine, este atinsă după 20- 30 ore, iar pentru carnea de porc cu slănină, la 15-17 ore.

Congelarea directă, fără refrigerare sau într-o singură fază, se face la fel, doar că se elimină refrigerarea prealabilă.

Prin această metodă creşte gradul de utilizare a spaţiului răcit, se reduce manopera de lucru şi se micşorează pierderile în greutate.

Congelarea cărnii tranşateÎn cazul congelării rapide în blocuri, după tranşarea şi dezosarea fiecărui sfert în parte,

carnea rezultată se aşează în forme de aluminiu căptuşite cu celofan sau folie de polietilenă. Congelarea se realizează în tunelele de congelare, la -35°C, timp de 20 ore, cînd

temperatura cărnii în centrul termic ajunge la -18°C. După congelare blocurile se scot, se ambalează în cutii de carton sau în saci de pânză şi

se stivuiesc în camere de depozitare la temperatura de -18°C. Pentru consumul individual se congelează carne la pachete mici (200 g – 1 kg), în

dulapuri congelatoare, la -35°C, unde se menţin 4 - 5 ore, bucăţile de carne fiind învelite în celofan.

Influenţa congelării asupra calităţii cărniiCalitatea senzorială:

Culoarea cărnii congelate este în funcţie de viteza de congelare a apei în straturile superficiale ale cărnii. Carnea congelată lent are o culoare roşu închis din două motive:

- cristalele mari de gheaţă nu reflectă suficient lumina incidentă; - stratul superficial se deshidratează mai mult şi are loc o concentrare a pigmenţilor

cărnii.Carnea congelată rapid este de culoare roşu deschis la bovine şi roz pal la porcine, ca

urmare a reflectării intense a luminii pe cristalele mici de gheaţă aşezate uniform în straturile superficiale ale cărnii. Uneori la cărnurile roşii şi la pui apar aşa numitele arsuri de congelare (pete de culoare brună) care se datorează deshidratărilor superficiale locale. În cazul congelării puilor şi fierberii acestora după decongelare, oasele pulpelor sunt colorate în brun-cenuşiu, fapt ce se datorează formării de MHb din Hb difuzate din măduva oaselor. Fenomenul nu este influenţat de depozitarea puilor la -18°C. Îmbrunarea aceasta poate fi evitată dacă fierberea se aplică pe produsul în stare congelată (fără decongelare prealabilă).Consistenţa cărnii congelate depinde de cantitatea de apă congelată. Dacă carnea este bine congelată se prezintă sub forma unui bloc tare care prin lovire dă un sunet clar.Frăgezimea cărnii congelate (se constată după decongelare) depinde de:

• viteza congelării;• perioada în care a fost congelată carnea: carnea congelată în faza anterigor conduce la o carne dură

la decongelare din cauza instalării aşa numitei rigidităţi de decongelare (thaw-rigor). • Carnea cu thaw-rigor la decongelare pierde şi o cantitate mai mare de suc. Se poate limita sau chiar

evita thaw-rigor favorizând hidroliza ATP fie printr-o depozitare de 2-3 săptămâni la -2°C fie printr-o decongelare lentă. Se recomandă, deci, congelarea cărnii care conţine cantităţi mici de ATP, adică după instalarea rigor-mortis normale (10 - 12 h) la 10°C pentru carnea de bovine), respectiv, să se stimuleze electric carcasele după operaţia de jupuire, în special la carcasele de bovine.

Calitatea nutriţională

Deşi în procesul de congelare au loc denaturări şi insolubilizări ale proteinelor, calitatea

nutriţională a cărnii nu este modificată, având în vedere că şi vitaminele nu sunt afectate semnificativ la

congelare, indiferent de viteza de congelare.

În ceea ce priveşte factorii care afectează modificările proteinelor, aceştia sunt:

• felul cărnii şi momentul congelării acesteia;

• viteza congelării şi nivelul temperaturii atinse în centrul termic la sfârşitul congelării.

În carnea grasă modificările proteinelor sunt mult mai lente decât în cea slabă.

Dacă s-a congelat carnea în faza de prerigor, proteinele se denaturează mai puţin decât atunci

când s-a congelat în faza de rigor sau post-rigor.

Viteza de congelare afectează denaturarea proteinelor prin faptul că determină gradul de

concentrare al sărurilor anorganice în faza rămasă necongelată, săruri care au efect de „salifiere“ asupra

proteinelor, efect care este cu atât mai evident cu cât timpul de contact cu proteinele este mai îndelungat.

Având în vedere că masa principală de gheaţă se formează în intervalul -1°... -5°C, rezultă că

maximum de denaturare apare tocmai în acest interval de temperatură. Din acest motiv se recomandă

scurtarea acestui interval printr-o congelare rapidă a cărnii.

Cauzele care conduc la insolubilizarea proteinelor sunt:

• concentrarea sărurilor în faza necongelată (insolubilizare prin denaturare);

• deshidratarea proteinelor (insolubilizare prin agregare);

• combinarea proteinelor cu acizii graşi liberi (insolubilizare prin formare de complecşi);

• adsorbţia acizilor graşi liberi la suprafaţa proteinelor (insolubilizare prin crearea de zone hidrofobe).

Calitatea microbiologică

În general, la congelare integritatea celulară a unei părţi din microflora

de contaminare a cărnii este lezată. Cele mai puţin lezate îşi pot relua activitatea

metabolică, iar cele intens lezate mor. Congelarea „lentă" favorizează

distrugerea prin creşterea forţei ionice în faza necongelată, care este importantă

în domeniul -2°...-7°C, fiind denaturate proteinele membranare şi enzimele.

În funcţie de sensibilitatea la congelare, microorganismele pot fi clasificate în:

• rezistente: sporii de Clostridium şi Bacillus, ca şi formele vegetative ale

Micrococilor, Staphilococilor şi Streptococilor,

• relativ rezistente: grupul bacteriilor Gram-pozitive (Staphilococus aureus

care provoacă intoxicaţii alimentare);

• sensibile: bacterii Gram-negative cum ar fi Enterobacteriaceaele şi

Pseudomonas.

Nivelul de distrugere este relativ redus, chiar dacă carnea este

congelată la -30°C (0,5 - 1 unitate logaritmică). În general, congelarea are mai

mult un efect de pasteurizare.

Alte modificăriModificarea de volum. La congelare are loc o creştere de volum a cărnii de până la 6% şi acest lucru poate conduce la tensiuni locale de 100 - 150 bar. Creşterea în volum ar fi rezultanta următoarelor procese: – formarea de gheaţă (expansiune);– răcirea cristalelor de gheaţă (contracţie); – precipitarea substanţelor solubile şi răcirea ulterioară a soluţiei rămase

(contracţie); – cristalizarea şi răcirea substanţelor grase (contracţie).

Modificarea greutăţii se datorează pierderilor de umiditate dependente de: – natura produsului (cantitatea de apă liberă conţinută); – suprafaţa specifică (F/G); – prezenţa şi natura ambalajului; – procedeul de congelare adoptat, respectiv viteza de congelare (cu cât viteza de

congelare este mai mare cu atât pierderile sunt mai reduse, aceasta explicându-se prin scurtarea procesului, scăderea mai rapidă a suprafeţei produsului, scăderea capacităţii aerului de a transporta vaporii de apă.

Modificări histologice ce se datorează formării cristalelor de gheaţă, mai ales la nivel interfibrilar. Astfel, la congelarea lentă, apa îngheaţă interfibrilar şi modifică morfologia ţesutului muscular prin deformarea fibrelor, dislocarea acestora sau perforarea pereţilor celulari.

Modificări biochimice. Congelarea cărnii nu atrage după sine stagnarea totală a proceselor biochimice, acestea continuând să se desfăşoare, din punct de vedere calitativ, la fel ca şi la păstrarea cărnii la temperaturi > 0°C, însă cu intensităţi diferite.

În general, activitatea enzimatică din ţesutul muscular congelat este legată de prezenţa apei în faza necongelată, iar viteza acestor reacţii este guvernată de doi factori:- temperatura care determină valoarea Q10(scăderea temperaturii cu 10°C atrage

după sine micşorarea reacţiilor enzimatice de 2 - 3 ori);- formarea gheţii care conduce la concentrarea enzimelor şi a substraturilor, ceea ce în mod normal ar trebui să conducă la creşterea vitezei de reacţie. Având însă în vedere că prin congelarea apei au loc şi următoarele procese: concentrarea sărurilor cu acţiune denaturantă asupra enzimelor şi substraturilor, creşterea vâscozităţii fazei necongelate care conduce la scăderea vitezei de difuzie a reactanţilor, concentrarea substraturilor care inhibă activitatea enzimelor, rezultă în final o scădere a activităţii enzimatice a ţesutului muscular.

Astfel au loc: o inhibare progresivă a glicolizei pe măsura scăderii temperaturii; o încetinire a activităţii enzimelor proteolitice în funcţie de nivelul de temperatură şi pH-ul cărnii congelate; o diminuare a activităţii ATP-azice a miozinei datorită denaturării acesteia.

Influenţa depozitării asupra calităţii cărnii congelate

Pierderi de umiditate

Pierderile de umiditate sunt influenţate de: temperatura de depozitare (cu cât temperatura este mai scăzută cu atât pierderile sunt mai mici); caracteristicile depozitului frigorific (eficacitatea izolaţiei, raportul suprafaţa exterioară/volum); umezeala relativă a aerului din depozit; anotimpul şi gradul de încărcare a depozitului (vara pierderile sunt mai mari decât iarna, iar cu cât depozitul este mai complet încărcat cu atât pierderile de umiditate sunt mai mici); prezenţa sau absenţa ambalajului; fluctuaţiile de temperatură din depozit care de altfel stau la baza acumulării de gheaţă în ambalaj (la produsele ambalate).

Astfel, dacă temperatura de depozitare se „diminuează", gheaţa sublimează la suprafaţa produsului şi vaporii se depun sub formă de gheaţă pe pereţii interiori, mai reci, ai ambalajului.

La o „creştere" ulterioară a temperaturii de depozitare, are loc fenomenul invers şi gheaţa se depune pe produs. Dacă fluctuaţiile se repetă, masa de gheaţă acumulată creşte, ceea ce înseamnă pierderi importante de produs (sunt suficiente fluctuaţii de temperatură de ± 3°C).

Denaturarea proteinelor se continuă la depozitare, dar cu cât temperatura de depozitare este mai scăzută cu atât modificările sunt mai mici.

Culoarea cărnii la depozitare devine mai închisă din două cauze: se continuă concentrarea pigmenţilor datorită continuării deshidratării cărnii; are loc o fotooxidare a mioglobinei, respectiv oximioglobinei cu transformare în MMb.

Cu cât temperatura este mai scăzută cu atât modificările de culoare sunt mai lente şi mai puţin intense.

Depozitarea cărnii trebuie făcută la întuneric.Modificarea lipidelor. Modificările se referă la lipoliză, care conferă

grăsimii carcaselor o culoare gri şi oxidare care conferă grăsimii carcaselor o culoare galbenă. Oxidarea este influenţată de: prezenţa compuşilor heminici şi a citocromilor, prezenţa sau absenţa ambalajului, natura grăsimii de acoperire (gradul de nesaturare).

Aroma cărnii congelate şi depozitate. La o depozitare îndelungată aroma cărnii poate fi modificată datorită următoarelor cauze:

- scăderea concentraţiei de nucleotide acido-solubile (în principal acidinozinic) datorită acţiunii fosfatazelor care nu sunt total inhibate;

- acţiunea lipazelor asupra trigliceridelor şi fosfolipidelor (lipaze endogene şi microbiene). Acţiunea lipazelor este de 15-20 ori mai mare la -10°C decâtla -20°C;

- oxidarea acizilor graşi eliberaţi prin lipoliză care conduce la formarea decarbonili cu gust şi miros neplăcut.