Autor: dr inż. Jerzy Wajdzik

Wymagania rynku w stosunku do wyrobów mięsnych i rosnąca świadomość nabywców oraz duże znaczenie przywiązania do tradycji doprowadziły do pojawienia się na rynku produktów mięsnych segmentów oferujących nowe grupy towarowe wędlin, takie jak:

  • wyroby naturalne i ubogie w dodatki,
  • przetwory ekologiczne,
  • produkty wysokogatunkowe klasy premium.

W grupie produktów wysokogatunkowych a zarazem produkowanych w oparciu o tradycje regionalne, tradycyjne receptury, względnie z wykorzystaniem tradycyjnych technik i technologii wytwarzania istotną część stanowią obrabiane termicznie kiełbasy niskowydajne o wydajności produkcyjnej najczęściej poniżej 100%. Wyroby te charakteryzują się dużą wartością odżywczą i są produkowane z ograniczoną ilością dodatków funkcjonalnych.

Pożądane ich cechy jakościowe uzyskuje się głównie poprzez zastosowanie przypraw naturalnych oraz właściwe zaprogramowanego procesu technologicznego (peklowanie, wędzenia, pieczenie) kończącego się niekiedy suszeniem. Odpowiednio programując proces produkcyjny uzyskuje się zakładaną konsystencję tych kiełbas z pożądaną nutą smakową, charakterystycznym aromatem oraz długim czasem zachowania świeżości.

Istota produkcji kiełbas niskowydajnych

Dobór surowca

Do produkcji niskowydajnych kiełbas tradycyjnych stosuje się najczęściej wieprzowy surowiec mięsno- tłuszczowy oraz zdecydowanie rzadziej inne gatunki mięsa (drób, wołowina, dziczyzna). Używany surowiec do produkcji kiełbas powinien być dobrze wychłodzony (max. 7°C), co gwarantuje utrzymanie w nim ilości drobnoustrojów na niskim poziomie, szczególnie tych powodujących psucie się mięsa. Należą do nich bakterie z rodzaju Pseudomonas, mikroorganizmy z rodziny Enterobacteriaceae, bakterie kwasu mlekowego, szczepy Brochothrix thermosphacta, Bacillus species oraz drożdże i pleśnie. Surowiec powinien być pozbawiony patogennych szczepów Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, Yersinia enterocolitica oraz bakterii z rodzaju Salmonella.

Ze względu na kwasowość najbardziej przydatnym surowcem jest mięso o wartości pH = 5,8- 6,2 z prawidłowym przebiegiem glikolizy. W praktyce można również stosować mięsa o cechach PSE, RSE czy ASE. Niska wodochłonność tych mięs staje się atutem w produkcji kiełbas niskowydajnych, a obniżona wartość pH sprzyja uzyskaniu przez wyroby z nich wyprodukowanych pożądanej, idącej w kierunku nadmiernej kruchości, konsystencji. Udział mięs o takich odchyleniach w składach recepturowych kiełbas niskowydajnych w żaden sposób nie obniża ich trwałości przechowalniczej. W praktyce należy natomiast eliminować mięso o znamionach DFD, którego obecność w recepturach surowcowych prowadzi do wyprodukowania kiełbas o odchyleniach smakowych oraz o ich obniżonej trwałości. Mięso takie w przypadku wieprzowiny charakteryzuje się wartością pH24 > 6,0, która sięga nawet poziomu 6,2. Dla wołowiny o cechach DFD wskaźnik mierzalnego poziomu pH kształtuje się w zakresie wartości pH48= 5,8- 6,5. Negatywną cechą mięsa wadliwego typu DFD jest dodatkowo zwolniona w nim redukcja azotynu sodu do tlenku azotu w procesie peklowania. Zjawisko to może powodować niedostateczne przepeklowanie przejawiające się ograniczonym wybarwieniem. Wysoka wartość pH takiego mięsa sprzyja ponadto krystalizacji fosforanów oraz zmienia konsystencję kiełbas na bardziej kleistą i pastowatą.

O wykorzystaniu do produkcji kiełbas tradycyjnych niskowydajnych dziczyzny, decyduje duża trwałość tego surowca oraz jego cechy smakowe. Mięso to charakteryzuje się w czasie zmian pośmiertnych wielodniowym utrzymywaniem wartości pH na stosunkowo niskim poziomie. W tym czasie mięso dojrzewa i zachowuje przez cały czas swoją dużą przydatność przerobową do produkcji kiełbas o niskiej wydajności. Ze względu na swoje cechy jakościowe dziczyzna doskonale nadaje się do produkcji kiełbas podsuszanych i suszonych, w których stosunkowo łatwo wtedy uzyskać można niską, przedłużającą ich trwałość wartość aktywności wody (aw). Największą przydatność z surowców pochodzących od zwierzyny łownej wykazuje mięso i tłuszcz dzików oraz mięso z sarny i jelenia. Używając do produkcji kiełbas różnego gatunkowo mięsa ale o małej zawartości tłuszczu stosować można jako składnik recepturowy dodatek tłustej wieprzowiny (kl.II, podgardle), względnie twardego tłuszczu wieprzowego.

Sól, środki peklujące i wspomagające

W produkcji kiełbas tradycyjnych niskowydajnych niezbędnym i podstawowym dodatkiem technologicznym jest chlorek sodu, który decyduje o teksturze wyrobów oraz nadaje im pożądaną konsystencję i zwięzłość. Sól spełnia również wiele funkcji w procesie wytwarzania i kształtowania innych cech sensorycznych kiełbas. Poza wpływem na smakowitość zwiększa ona trwałość wyrobów i współdziała w wytworzeniu pożądanej barwy mięsa peklopeklowanego, która tworzy się jako rezultat reakcji barwników hemowych z tlenkiem azotu. Tlenek azotu powstaje natomiast z dodanego do mięsa środka peklującego tj. azotynu sodu lub jego prekursora azotanu.

Pożądaną barwę peklowniczą mogą również przybierać kiełbasy tradycyjne, do których zastosowano wyłącznie dodatek chlorku sodu. Podstawowym wymogiem gwarantującym sukces w tym zakresie jest minimalizowanie kontaktu farszu kiełbasianego z tlenem atmosferycznym oraz dodatek tkanki tłuszczowej zawierającej, jak najmniej podatnych na utlenianie nienasyconych kwasów tłuszczowych, których produkty utleniania mogą prowadzić do wtórnych zmian w mioglobinie i hemoglobinie. Niezbędnym czynnikiem do zmian peklowniczych w farszu jest wtedy obecność azotanów naturalnie występujących w mięsie oraz jako zanieczyszczenie dodanej wody i soli. Azotany trafiają do mięsa również wraz z niektórymi przyprawami.

Szeroko stosowany pieprz czarny zawiera ich na poziomie 184- 508 ppm. Prowadząc właściwie zaprogramowany proces obróbki kiełbas niskowydajnych produkowanych bez dodatku azotynu sodu można uzyskać skuteczny efekt wybarwienia peklowniczego wykorzystując działanie bakterii denitryfikujących na obecne w farszu azotany pochodzenia naturalnego.

Substancjami pomocniczymi w procesie peklowania wspomagającym przekształcanie się azotynu do tlenku azotu są kwasy askorbinowe i ich sole sodowe. Dodatek tych substancji skutecznie obniża resztkową pozostałość szkodliwych dla zdrowia azotynów w kiełbasach tradycyjnych ograniczając w ten sposób jednak ich właściwości konserwujące. Zjawisko to występuje po obniżeniu się pozostałości resztkowej azotynów w kiełbasach do poziomu poniżej wartości 80 ppm.

Przereagowaniu barwników hemowych sprzyja również dodatek cukru, który kształtując smakowitość kiełbas niskowydajnych, stanowi równocześnie pożywkę dla bakterii z rodzaju Lactobacillus, co może być przyczyną późniejszych problemów przechowalniczych. Bakterie te w warunkach systemu pakowania próżniowego mogą powodować śluzowacenie tak zapakowanych kiełbas, przejawiające się powstającą przezroczystą wydzieliną o wysokiej lepkości, pogarszającą w rezultacie ich jakość.

W produkcji kiełbas tradycyjnych niekiedy stosuje się dodatek kwasów organicznych (cytrynowy, mlekowy, octowy, winowy) w celu obniżenia wartości pH w farszu. W efekcie surowiec mięsny nie wiąże dobrze wody dodanej a nawet nie utrzymuje wody własnej. W czasie obróbki cieplnej następują wówczas znaczne ubytki i tworzy się wyciek cieplny. Prowadzi to do braku zwięzłości kiełbas, które charakteryzują się słabą teksturą i związaniem. Dodatkowo po wychłodzeniu na przekroju kiełbas może pojawić się charakterystyczna galareta (żel). Kiełbasy o takich cechach są często w pełni akceptowane w wielu kręgach konsumenckich ze względu na swoją kruchość.

Niezbędnym warunkiem wyprodukowania niskowydajnych kiełbas tradycyjnych jest ich dobre przyprawienie. Zastosowanie mają tutaj przyprawy naturalne a przede wszystkim czosnek, pieprz czarny, majeranek, kolendra, jałowiec, kminek oraz kardamon. Czosnek największą skuteczność przyprawiania ma stosowany jako świeży bezpośrednio po roztarciu, kiedy tworzy się allicyna (sulfotlenek dwusiarczku allilu) wskutek działania enzymu allinazy na nieczynną biologicznie allinę. Powstający aromatyczny związek wykazuje bardzo intensywny i charakterystyczny zapach i smak. Czosnek wykazuje ponadto pożądane w tej grupie kiełbas właściwości bakteriostatycznie i bakteriobójczo, będące wynikiem zawartości w nim działających przeciwdrobnoustrojowo fitoncydów. Do przyprawiania kiełbas stosuje się z powodzeniem również pieprz czarny charakteryzujący się specyficznym, korzennym aromacie i ostrym smaku. Intensywność przyprawiania pieprzu wynika z zawartości w nim alkaloidu piperyny, jej pochodnych i odmian izomerycznych oraz dużej ilości różnych olejków eterycznych. Pieprz wykazuje bardzo przydatne dla tej grupy wyrobów właściwości przeciwutleniające, które są wynikiem obecności w nim flawonoidów i związków fenolowych. W przyprawianiu kiełbas, a przede wszystkim tych z mięsa zwierzyny łownej przydatny okazuje się jałowiec. Jagody jałowca, stanowiące przyprawę charakteryzującą się bowiem korzennym zapachem z lekko żywicznym i balsamicznym tłem. Wnoszą one do wyrobów lekko słodkawy i korzenny smak a zarazem wykazują pożądane właściwości bakteriobójcze. Owoce jałowca sprawdzają się w kiełbasach suszonych, szczególnie w kompozycji z majerankiem i czosnkiem. Bogate w olejki eteryczne liście i kwiatostan majeranku doskonale sprawdza się w postaci otartej jako przyprawa do kiełbas niskowydajnych tradycyjnych. W produkcji niektórych wyrobów z tej grupy wykorzystuje się do ich przyprawiania również nasiona kminku, które zawierają eteryczny olejek kminkowy oraz garbniki, kumarynę i flawonoidy. Skutecznymi dodatkami w zakresie przyprawiania kiełbas są również owoce kolendry, które charakteryzują się przyjemnym, silnym zapachem i słodko- korzennym smakiem. Ze względu na skuteczność przyprawiania sprawdzają się również nasiona kardamonu, które mają przyjemny, bardzo silny zapach oraz delikatny korzenny smak wynikający z dużej zawartości olejku eterycznego.

Przygotowanie farszu wędlinowego

Przygotowanie farszu wędlinowego do produkcji kiełbas niskowydajnych odbywa się w czasie procesu mieszania, którego celem jest wyrównanie przestrzenne różnych użytych surowców, wody i dodatków. Wprowadzane do mieszarki mięsa ulegają w czasie tego mechanicznego zabiegu również plastyfikacji, co wpływa pozytywnie na lepsze ich związanie przy wytwarzaniu farszu. Dodatek wody technologicznej w czasie mieszania stanowi najczęściej 5- 15% w stosunku do użytego surowca mięsno- tłuszczowego. W przypadku stosowania do produkcji surowców niepeklowanych i niesolonych w czasie mieszania dodaje się chlorek sodu lub mieszankę peklującą. Jeśli natomiast wykorzystuje się surowce peklowane lub solone, ewentualny dodatek uzupełniający soli lub mieszanki peklującej ma charakter modyfikujący smakowitość wytwarzanego farszu oraz produkowanych z niego kiełbas. Poziom soli w tej grupie wyrobów jest uzależniony od przewidywanego rodzaju późniejszej obróbki cieplnej i kształtuje się na poziomie 1,5- 1,9%. W procesie przygotowania farszu w czasie mieszania dodaje się ponadto przyprawy naturalne oraz jeśli są przewidywane składem recepturowym substancje zakwaszające (kwasy spożywcze). W zależności od czasu mieszania następuje w wytwarzanym farszu najczęściej w ograniczonym stopniu ekstrakcja białek miofibrylarnych oraz wyciśnięcie z włókien mięśniowych białek sarkoplazmatycznych. W rezultacie procesy te wpływają skutecznie na lepsze związanie wyrobu gotowego.

Nadziewanie i osadzanie

Na etapie przygotowywania farszów kiełbasianych istnieją niestety warunki korzystne do szybkiego namnażania się mikroorganizmów. Z tego powodu po wytworzeniu farszu powinno się w najszybciej przeprowadzić proces jego nadziewania w warunkach ograniczających wzrost temperatury. W ten sposób eliminuje się ryzyko rozwoju bakterii z rodzaju Lactobacillus oraz gnilnych z rodzaju Pseudomonas. Przygotowanym farszem kiełbasianym napełnia się ściśle przepuszczalne dla dymu osłonki naturalne lub sztuczne (białkowe, celulozowe). Proces należy tak prowadzić, aby nie następowała deformacja napełnionych farszem osłonek. Wymogiem skutecznego i efektywnego nadziewania jest napełnianie osłonek poprzez nadanie im pożądanej sprężystości a także wyeliminowanie pęcherzyków powietrza, które byłyby widoczne na przekroju. Napełniane osłonki poddaje się procesowi osadzania w temperaturze nie przekraczającej 20°C przez czas niezbędny dla grawitacyjnego osadzenia się składników farszu (poprawa związania), wyrównania barwy peklowniczej i osuszenia powierzchni, co umożliwia optymalne późniejsze ich wędzenie. Osadzanie powinno więc tak osuszyć powierzchnię osłonki, aby ułatwić przenikanie składników dymu a zarazem wstrzymać rozwój niepożądanej mikroflory tlenowej. Poprawa wybarwienia peklowniczego wynika ze wzmożenia kinetyki denitryfikacji zachodzącej coraz intensywniej wraz ze wzrostem temperatury nadzianej masy wędlinowej. Warunki temperaturowe osadzania sprzyjają ponadto szybszej redukcji dodanego azotynu do tlenku azotu. W czasie dłuższego osadzania a szczególnie w obecności związków zakwaszających (kwasy organiczne) następuje pęcznienie białek sarkoplazmatycznych, które zostały wcześniej w czasie mieszania wyciśnięte z włókienek mięsnych na powierzchnię kawałków mięsa oraz rozprowadzone jednocześnie po powierzchni kawałków surowca tłuszczowego.

Wędzenie

W praktyce wszystkie niskowydajne kiełbasy tradycyjne są poddawane procesowi wędzenia, którego celem jest nadanie im określonej jakości sensorycznej, głównie zapachu oraz trwałości przechowalniczej. Decyduje o tym stopień nasycenia kiełbas składnikami dymu wędzarniczego (kwasy organiczne, związki karbonylowe, fenole), których ilość w dymie zależy od warunków jego wytwarzania. Dla tej grupy kiełbas stosuje się w praktyce wyłącznie wędzenie owiewowe, którego sposób prowadzenia specyfikuje charakterystykę towarową kiełbas tradycyjnych. W produkcji kiełbas tradycyjnych praktykuje się wędzenie dymem ciepłym lub gorącym, w czasie którego oprócz dymu działa na nie podwyższona temperatura (40- 90°C). W efekcie poza nasyceniem składnikami dymu następuje określony pożądany stopień odwodnienia, którego efektywność zależy od temperatury dymu i zdolności wiązania wody przez wyrób wędzony. W tych warunkach kończy się również proces peklowniczego tlenowania tlenkiem azotu, mio- i hemoglobiny. Jednocześnie skutki takiego wybarwienia zostają pogłębione poprzez tworzenie się karboksymioglobiny (Mb • CO) i karboksyhemoglobiny (Hb •CO). Generalnie celem wędzenia kiełbas niskowydajnych tradycyjnych jest uzyskanie głównie owędzenia ich powierzchni a nie przewędzenie wnętrza. Powinna dominować wobec tego adsorpcja składników dymu nad ich absorbcją, której efektywność zależy od skuteczności poprzedzającego wędzenie osuszenia powierzchni kiełbas. Zjawisku temu sprzyja osuszanie kiełbas prowadzone w komorach paleniskowych, w których proces zachodzi w środowisku dymu wędzarniczego. Tworząca się w podwyższonej temperaturze wilgotna powierzchnia kiełbas wskutek kondensacji pary wodnej sprzyja wówczas adsorpcji składników dymu. W przypadku prowadzenia procesu w komorach zasilanych dymem z dymogeneratorów, kondensacja pojawia się dopiero w samej fazie wędzenia, które trwa z reguły znacznie krócej niż wędzenie kiełbas w komorach paleniskowych.Wspomniana kondensacja sprzyjająca dsorbowaniu składników dymu na powierzchni kiełbas trwa tak długo, aż temperatura powierzchni kiełbas zrówna się z temperaturą mieszaniny dymu i powietrza w komorze. Okres przez jaki obrabiane wyroby charakteryzują się wilgotną powierzchnią wpływa istotnie na intensywność ich ciemnego zabarwienie, często pożądanego w tej grupie kiełbas. Na tym etapie obróbki wędzarniczej kiełbas może pojawić się plamistość ich powierzchni oraz zacieki tłuszczowe. Sprzyja temu nadmierna ilość i jakość surowca tłuszczowego w składzie recepturowym kiełbas a zjawisko zachodzi po przekroczeniu przez wyroby temperatury 53°C. W rezultacie może to również prowadzić do pomarszczenia się osłonki. Procesowi temu sprzyja wysoka aktywność wody masy wędlinowej (aw>0,94). Ponadto długotrwały proces obróbki kiełbas utrzymujący temperaturę ich powierzchni poniżej 45°C przy aw > 0, 94 prowadzi często do pojawienia się dodatkowo niekorzystnego smolistego smaku.

Obróbka cieplna

Po odparowaniu kondensatu z powierzchni kiełbas i następnie po uzyskaniu przez nie pożądanych cech produktu wędzonego prowadzi się proces obróbki cieplnej. W ramach tej obróbki kiełbasy poddaje się pieczeniu a jedynie w przypadku stosowania komór wędzarniczo-parzelniczych można stosować zabieg parzenia. Celem obróbki cieplnej jest wzmożenie rozpoczętych przemian fizycznych i chemicznych surowców w stopniu ułatwiającym spożywanie kiełbas oraz uzyskanie przez nie pożądalności sensorycznej a zarazem trwałości przechowalniczej. Pieczenie prowadzi się najczęściej równocześnie z wędzeniem traktowanym jako ostatnia jego faza. Proces ten odbywa się w temperaturze 80- 90°C, w którym kiełbasy tracą ok. 20% w swojej masie. Ubytki te znacząco nabierają dynamiki po przekroczeniu temperatury 63°C mierzonej w centrum geometrycznym wyrobów. W czasie pieczenia zachodzą w kiełbasach zmiany fizykochemiczne, które zmieniają ich wyróżniki sensoryczne (miękkość, kruchość, soczystość, smak, zapach). W wyniku reakcji Maillarda pojawia się specyficzna ciemna barwa powierzchni i charakterystyczny aromat kiełbas. Ogólna smakowitość kiełbas pieczonych jest ponadto związana z przemianami białek i azotowych związków niebiałkowych. Natomiast dla ich smaku największe znaczenie mają związki będące rezultatem przemian termicznych składników tłuszczowych (pirazyny, tioazole, oksazole). Jakość kiełbas niskowydajnych tradycyjnych istotne kształtują zmiany dotyczące niektórych białek, w których po uzyskaniu przez kiełbasy temperatury 70°C zaczyna się tworzenie mostków siarczkowych z utleniania grup tiolowych aktomiozyny a po przekroczeniu 90°C następuje już pirolityczne uwalnianie się siarkowodoru. Przetrzymywanie kiełbas w tej temperaturze prowadzi do wytworzenie się niekorzystnych twardych i zbitych żeli ze skoagulowanych białek. Czas pieczenia kiełbas a przede wszystkim jego temperatura jest uwarunkowana zawartością tłuszczu w ich składzie. Tłuszcz w czasie tego procesu ulega rozpłynnieniu, co wpływa na wyróżniki jakościowe kiełbas. Stąd im więcej w składzie surowca tłuszczowego tym bardziej trzeba skracać czas pieczenia i obniżać jego temperaturę. Stosując w miejsce pieczenia proces parzenia kiełbas, często po jego zakończeniu dodatkowo wprowadza się krótkotrwałe ich wędzenie w dymie ciepłym. Pozwala to na nadanie pożądanej barwy o błyszczącej charakterystyce i dodatkowych cech produktu wędzonego.

Przechowywanie kiełbas

Przeprowadzony proces obróbki kiełbas tradycyjnych niskowydajnych wprowadza do nich pożądaną jałowość handlową. Proces ten mogą przeżyć enterokokki, ciepłooporne laktobacillusy, szczepy z rodzaju Corynebacterium oraz niektóre mikrokokki i przetrwalniki z rodzaju Bacillus oraz Clostridium. W związku z tym faktem kiełbasy te po zakończonym procesie produkcyjnym należy wychłodzić do temperatury maksymalnie 5°C i ewentualnie poddać pakowaniu. Przydatnymi metodami pakowania okazują się systemy próżniowe oraz systemy MAP. Warunki takiego pakowania wpływają ograniczająco na rozwój drobnoustrojów. Przestrzeganie reżimów temperaturowych w czasie magazynowania kiełbas (4-5°C) w dużym stopniu pozwala na utrzymanie ich pożądanej trwałości w czasie. Zagrożeniem dla kiełbas pakowanych stają się głównie szczepy Brochothrix thermosphacta, mikrokokki, bakterie z rodzaju Acinetobacter, Vibrio, Leuconostoc i z rodziny Enterobacteriaceae oraz odpowiedzialne za zielenienie kiełbas szczepy Lactobacillus viridescens. Te ostatnie w warunkach aerobowych produkują H2O2, który atakując frakcje hemowe nitrozylohemochromogenu i nitrozylomiochromogenu powoduje ich utlenianie prowadzące do zmian formy tych barwników (zielone zabarwienie).Niektóre szczepy z rodzaju Lactobacillus i Leuconostoc mogą powodować odchylenia jakościowe kiełbas przejawiające się powstawaniem śluzu o dużej lepkości, szczególnie widocznego w wyrobach pakowanych próżniowo.