Dr inż. Jerzy Wajdzik

Szynki pasteryzowane należą do grupy wyrobów apertyzowanych poddawanych obróbce w temperaturze nieprzekraczającej 100°C. Jako opakowania bezpośrednie do ich produkcji wykorzystuje się puszki metalowe lub folie wielowarstwowe (laminaty). Efektem technologicznym takiego utrwalenia mięśni jest uzyskanie przez szynki trwałości użytkowej, jałowości handlowej oraz bezpieczeństwa zdrowotnego, przy równoczesnym wytworzeniu charakterystycznego i w pełni pożądanego profilu smakowo-zapachowego.

Proces obróbki termicznej tradycyjnych szynek pasteryzowanych, co w praktyce oznacza równocześnie szynek niskowydajnych, prowadzi się, stosując zabieg pasteryzacji miękkiej, tj. przebiegającej w temperaturze nieprzekraczającej 75°C. Szynki uzyskują wtedy sprężystą konsystencję, dobrą soczystość i charakteryzują się niewielkim wyciekiem cieplnym, określanym ilością powstałej galarety. Efekty takie osiąga się, stosując do ich wytwarzania dodatki niewiążące wodę, które stanowią komponenty solanek peklujących. Z powyższego względu wydajność produkcyjna tradycyjnych szynek pasteryzowanych nie powinna przekraczać poziomu 120%.

SUROWIEC SZYNKOWY

Surowcem do produkcji tradycyjnych szynek pasteryzowanych są obrobione mięśnie, wykrojone z szynek pochodzących z tuczników typu mięsnego o masie żywej 95-125 kg. Wszystkie surowce muszą być wysokiej jakości i o dobrej czystości mikrobiologicznej. Dla uzyskania takiej jakości mikrobiologicznej szynek niezbędne jest kierowanie do ich produkcji
surowca szynkowego charakteryzującego się minimalnym stopniem zakażenia bakteryjnego. Mięśnie kierowane do produkcji nie mogą także wykazywać odchyleń jakościowych typu PSE lub DFD, a po upływie 24 h od uboju powinny charakteryzować się wartością pH na poziomie minimalnym wynoszącym 5,6 jednostek. Surowiec używany do produkcji szynek pasteryzowanych musi być skutecznie wychłodzony, co oznacza, że elementy (szynki) kierowane do wykrawania powinny w 48 h od uboju posiadać temperaturę nie wyższą niż 6°C (zalecana 0-4° C). Szynki mogą być przeznaczone do wykrawania najpóźniej w trzeciej dobie od uboju. Alternatywnie do produkcji szynek pasteryzowanych można wykorzystywać surowiec mrożony, ale przechowywany w temperaturze nie wyższej niż -18°C przez okres maksymalnie wynoszący 4 miesiące. Takie warunki mroźniczego przechowywania surowca i późniejsze jego powolne rozmrożenie daje gwarancję utrzymania dobrej jakości surowca szynkowego.
Wykrawanie szynek jako części zasadniczych sprowadza się do usunięcia kości, skóry, okrywy tłuszczowej, złogów tłuszczowych, ścięgien, powięzi i grubych błon omięsnych.

Proces wykrawania, mający na celu uzyskanie mięśni stanowiących surowiec wsadowy do produkcji tradycyjnych szynek pasteryzowanych, obejmuje następujące czynności:
• skórowanie i zdjęcie okrywy tłuszczowej,
• usunięcie kości (kręgi kości krzyżowej, kości miednicy),
• zdjęcie skóry i okrywy tłuszczowej,
• otwarcie szynki od strony wewnętrznej przez cięcie prowadzone wzdłuż błon omięsnych pomiędzy mięśniem czworogłowym a półbłoniastym,
• rozcięcie mięśni golonki, usunięcie kości strzałkowej, kości piszczelowej oraz kości udowej wraz z rzepką kolanową,
• usunięcie złogów tłuszczu międzymięśniowego, usunięcie ścięgien, powięzi i grubych błon omięsnych,
• odcięcie mięśni golonki, a w przypadku ich użycia do produkcji usunięcie grubych ścięgien, powięzi i przyczepów mięśniowych,
• usunięcie mięśnia brzuchatego lub jego odścięgnienie (w zależności od przeznaczenia produkcyjnego),
• usunięcie mięśni lub ich części, które ze względu na odchylenia jakościowe nie nadają się do produkcji szynek pasteryzowanych,
• podział uzyskanego surowca na poszczególne mięśnie i ich selekcja.

Mięśnie szynek uzyskane w procesie wykrawania podlegają selekcji w zależności od intensywności czerwonej barwy. Według takiego kryterium dzielą się one na następujące grupy:
• mięśnie jasne: półbłoniasty (m. semimembranosus), dwugłowy uda (m. beceps femoris), biodrowy (m. iliacus), półścięgnisty (m. semitendinosus),
• mięśnie ciemne: czworogłowy uda (m. quadriceps femoris), łonowy, (m. pectineus), smukły (m. gracilis),
• mięśnie bardzo ciemne: brzuchaty (m. gastrocnemius), część mięśnia czworogłowego (m. quadriceps femoris).

Poprawnie przeprowadzony proces wykrawania i obróbki mięśni pozwala na uzyskanie dobrze wyselekcjonowanych mięśni stanowiących surowiec do produkcji szynek pasteryzowanych na poziomie przekraczającym często 34%.

PEKLOWANIE SUROWCA

Wykrojone i wyselekcjonowane mięśnie szynek kieruje się do peklowania, prowadzonego metodą mokrą nastrzykową. Wykorzystuje się w tym celu solankę o tradycyjnym składzie, zawierającą chlorek sodu, azotyn sodu, glukozę, askorbinian sodu lub izoaskorbinian sodu oraz sole fosforanowe.  Rola askorbinianu (izoaskorbinianu) sodu sprowadza się głównie do ograniczenia utleniania barwników hemowych, co sprzyja reakcji nitrozylowania. Sól ta, jako związek redukujący ma także istotny wpływ na tworzenie i stabilizowanie barwy peklowniczej, jako rezultatu przyspieszenia redukcji azotynu sodu do tlenku azotu. W efekcie dochodzi do zwiększenia dynamiki tworzenia się nitrozylobarwników, a w szczególności nitrozylomioglobiny. Askorbinian, względnie alternatywnie użyty izoaskorbinian sodu, działają wolniej na azotyn sodu niż same kwasy askorbinowe i dlatego są bardziej przydatne technologicznie w procesie długotrwałego peklowania surowca szynkowego. Dużą rolę w procesie peklowania wykazuje glukoza, która będąc altozą, należy również do cukrów redukujących. Właściwości z tym związane prowadzą do zwiększenia dynamiki tworzenia się wybarwienia peklowniczego. Cukier ten jest ponadto asymilowany przez bakterie fermentacji mlekowej i ulega fermentacji prowadzącej do powstawania kwasu mlekowego, co również pośrednio dynamizuje proces tlenowania mioglobiny tlenkiem azotu. Ponadto, utleniająca się glukoza, prowadzi do powstawania kwasów cukrowych, które dysocjując, oddziałują pozytywnie na efektywność procesu peklowania. Wymienione właściwości i przemiany glukozy powodują, że jej udział w solance wpływa na poprawę kruchości szynek oraz nadanie im lepszych walorów smakowych. Zużywanie tlenu w wyniku zachodzących procesów utleniania glukozy ogranicza dodatkowo destrukcyjne jego działanie na barwniki nitrozylowe, co wpływa pozytywnie na stabilność barwy peklowniczej.
Istotne znaczenie w procesie peklowania surowca szynkowego mają fosforany, które poprawiają skutecznie jakość produkowanych szynek pasteryzowanych, poprzez ograniczenie wycieków cieplnych i poprawianie ich soczystości i kruchości. Z grupy soli fosforanowych największe zastosowanie mają wielofosforany, które nie wykazują tendencji do krystalizowania i dobrze rozpuszczają się w wodzie, co umożliwia optymalne przygotowanie solanek z ich udziałem. Przy dłuższych procesach peklowania są także pożądane fosforany o dłuższych łańcuchach (wielofosforany), ponieważ wiążąc
kationy Ca+2 i Mg+2 dezaktywują je, co prowadzi do hamowania rozwoju niektórych drobnoustrojów. Jednocześnie tworząc chelaty z kationami żelaza i miedzi wielofosforany opóźniają procesy oksydacyjne w tłuszczach i opóźniają reakcje odbarwiające barwniki nitrozylowe. Sole te są także najbardziej pożądanymi w procesie uplastyczniania surowca szynkowego, bowiem długie polianiony cząsteczek wielofosforanów powodują skuteczne rozwijanie struktury białek mięśniowych oraz tworzenie się stabilizujących i sieciujących mostków w układzie mięsnym. Efektem tego działania jest znaczna poprawa związania mięśni w gotowym wyrobie. Cecha ta jest bardzo przydatna w produkcji tradycyjnych szynek pasteryzowanych, które należą do grupy wyrobów formowanych.
Proces nastrzykiwania uzyskanych w procesie wykrawania mięśni szynek należy prowadzić przy użyciu przygotowanej solanki, najlepiej na poziomie przyrostu masy wynoszącym 14-16%. Zabieg powinien być nastrzykiwaniem jednokrotnym i niskociśnieniowym (max. 0,35MPa). Nastrzyknięte solanką mięśnie poddaje się następnie zabiegowi uplastyczniania, w czasie którego zachodzi mechaniczne oddziaływanie na surowiec z równoczesnym działaniem składników solanki peklującej. Proces ten należy prowadzić w warunkach podciśnienia (88-90 kPa) przy 60-70% wypełnieniu bębna masownicy. Dobrym rozwiązaniem jest prowadzenie uplastyczniania przez okres wynoszący 8-12 godzin. Dostarczona w tym czasie energia kinetyczna do uplastycznianych mięśni szynek powoduje postępujące rozluźnienie struktury mięśni i częściowe uszkodzenie komórek prowadzące do wzrostu przepuszczalności błon komórkowych. W rezultacie dochodzi do ekstrakcji białek mięśniowych, które łatwiej pęcznieją i przechodzą do roztworu. Sprzyja temu chemiczne oddziaływanie chlorku sodu i wielofosforanów. Dokonującemu się rozdzielaniu podłużnemu miofibryli towarzyszy występowanie w wolnych przestrzeniach masy białkowej, składających się z białek sarkoplazmatycznych i wyekstrahowanych białek miofibrylarnych. Nie wchłonięta przez mięśnie i pozostająca w postaci niezwiązanej wolna solanka zawiera coraz więcej tworzącej się sukcesywnie w miarę trwania procesu uplastyczniania masy białkowej i w konsekwencji stając się bardziej lepką, tworzy charakterystyczne lepiszcze, wpływające na późniejsze związanie uplastycznionych mięśni obserwowane po obróbce pasteryzowanej. Proces uplastyczniania mięśni szynek powinien również gwarantować uzyskanie plastyczności obrabianych mechanicznie mięśni umożliwiającej optymalne ich formowanie w czasie napełniania puszek. Procedurę uplastyczniania surowca szynkowego można elastycznie programować, dostosowując go do rodzaju masownicy tak, aby uzyskać minimum 1900 łącznych obrotów bębna a temperatura uplastyczniania surowca nie przekraczała 7°C i nie doszło do niekorzystnego przemasowania. Łączny czas i sumę obrotów bębna masownicy można obniżyć, a równocześnie uzyskać dobry efekt związania mięśni w gotowym wyrobie, wspomagając proces uplastyczniania zabiegiem tenderyzacji.

OPAKOWANIA I ICH NAPEŁNIANIE

Tradycyjnie szynki pasteryzowane produkuje się w opakowaniach metalowych. Najbardziej
przydatnymi do ich produkcji są puszki kształtowe o różnych formatach, które są zróżnicowane także ze względu na wielkość. Niektóre z nich wyróżniają się dodatkowo litografią. W zależności od wielkości i pojemności najbardziej przydatnymi technologicznie są formaty:

  • puszki familijne (F) 1-5 lbs
  • puszki oblong (O) 11-21 lbs,
  • gdzie 1 lbs to 453, 592 g.

Puszki napełnia się uplastycznionymi mięśniami szynek za pomocą pras pneumatycznych, nadziewarek próżniowych lub ręcznie. Dobrym rozwiązaniem w przypadku formatu oblong jest stosowanie pras, w których uplastycznione mięśnie są odpowietrzane i prasowane pod ciśnieniem 0,8MPa. Tradycyjnie, puszki oblong (21 lbs) napełnia się mięśniami jasnymi, które nie wykazują kontrastu barwy (mięsień półbłoniasty, mięsień biodrowy, mięsień dwugłowy uda). Natomiast do puszek oblong (11 lbs) kieruje się dodatkowo mięśnie półścięgniste, charakteryzujące się kontrastem barwy. Opakowania familijne są natomiast napełniane najczęściej mięśniami ciemnymi i bardzo ciemnymi. Puszki należy napełniać ściśle tak, aby nie było wolnych przestrzeni, które mogłyby obniżać jakość gotowego wyrobu. Miejsca takie powinny być wypełnione lepiszczem (masa białkowa), które powstało w trakcie procesu uplastyczniania. Mięśnie układa się stroną odtłuszczoną zwróconą w kierunku ścianek opakowania (format F) a w przypadku formatu oblong- włóknami wzdłuż osi długiej puszki. Mięśnie ciemne i bardzo ciemne wydzielają w trakcie obróbki pasteryzacyjnej więcej wycieku cieplnego i dla jego ustabilizowania potrzebny jest dodatek hydrofilnych substancji żelujących. Praktyczne zastosowanie w tym zakresie ma dodatek białkowego hydrokoloidu w postaci żelatyny, która wiąże wyciek cieplny. Powstały w czasie obróbki pasteryzacyjnej zol po oziębieniu przechodzi w żel, tworząc charakterystyczną galaretę. Żelatynę aplikuje się w postaci sypkiej bezpośrednio na powierzchnię uformowanych mięśni (format F 1- 5 lbs).

OBRÓBKA PASTERYZACYJNA

Obróbka pasteryzacyjna przygotowanego surowca umieszczonego w opakowaniu hermetycznym powoduje rozluźnienie struktury komórkowej tkanki mięśniowej i termohydrolizę kolagenu. W tym czasie białka mięśniowe koagulują, a następnie denaturują, co powoduje zmianę ich trzecio- i drugorzędowej struktury oraz występują zmiany we wzajemnej relacji białko-woda. W pierwszym etapie obróbki pasteryzacyjnej (w temperaturze 35-40°C) zachodzi koagulacja białek miofibrylarnych, a w drugim występuje koagulacja białek sarkoplazmatycznych, która dokonuje się w temperaturze powyżej 55°C. Procesy te są początkiem denaturacji, w wyniku której białka miofibrylarne ulegają kurczeniu się i tracą w pewnym zakresie swoją wodochłonność, co powoduje uwalnianie się wody w postaci wycieku cieplnego. Jednocześnie zachodzi w tym czasie termohydroliza i kurczenie się włókien kolagenowych. Prowadzi to do powstania rozpuszczalnej glutyny, która wiążąc wodny wyciek cieplny (powstaje zol) tworzy po oziębieniu charakterystyczną galaretę (żel). Ilość powstającej galarety jest uzależniona od zawartości kolagenu w obrabianych mięśniach. Zjawisko tworzenia się galarety i jej ilość mogą być wzmacniane obecnością żelatyny dodanej w fazie napełniania opakowań. Zachodząca w czasie pasteryzacji pożądana żelatynizacja w obrabianych termicznie mięśniach prowadzi do uzyskania dobrej jakości konserw, co przejawia się wzrostem kruchości i zatrzymaniem pewnej ilości wody, zapewniającej pożądaną soczystość bryły konserwy. Zakres tego zjawiska nie chroni jednak w pełni konserw przed powstawaniem wycieków cieplnych.
W produkcji szynek pasteryzowanych, ze względu na relatywnie niską temperaturę obróbki, bezwzględnie wymagane są reżimowe warunki produkcji w zakresie przestrzegania zasad higieny, co umożliwia prowadzenie pasteryzacji w optymalnych uzasadnionych technologicznie warunkach. Zastosowanie skrajnie wysokich parametrów obróbki cieplnej (temperatura, czas) może bowiem prowadzić do wzrostu ilości galarety i osłabienia związania bryły konserwy. W praktyce szynki dogrzewa się więc do uzyskania temperatury mierzonej w centrum geometrycznym bryły konserwy maksymalnie wynoszącej 75oC, przy czym skuteczny czas pasteryzacji ustala się w oparciu o tzw. wartość pasteryzacyjną P, wyznaczoną doświadczalnie oddzielnie dla każdego asortymentu produkowanej szynki w puszce. Jako temperaturę odniesienia przyjmuje się 72°C, a osiągnięcie wyznaczonej doświadczalnie wartości P powinno wtedy nastąpić po upływie następujących czasów obróbki pasteryzacyjnej:

  • F 1 lbs 70 minut O 11 lbs 350 minut
  • F 3 lbs 180 minut  O 21 lbs 380-420 minut
  • F 5 lbs 220 minut

Niedostateczne dogrzanie szynek pasteryzowanych powoduje skrócenie ich trwałości przechowalniczej, czego przejawem są powstające bombaże mikrobiologiczne. Niezbędnym warunkiem dla uzyskania wysokiej jakości i trwałości przechowalniczej szynek pasteryzowanych jest ponadto szybkie ich schłodzenie do temperatury poniżej 20°C po zakończonej obróbce termicznej. Tak przeprowadzony proces chłodzenia obniża ilość wycieku cieplnego (galarety) oraz ogranicza ryzyko rozwoju drobnoustrojów, których nie zniszczyła pasteryzacja.
Proces obróbki pasteryzacyjnej powinien być zawsze na tyle skutecznie prowadzony, aby nastąpiła inaktywacja komórek wegetatywnych wielu mikroorganizmów, w tym psychrotrofowych bakterii przetrwalnikujących, łącznie z nieproteolitycznymi szczepami Clostridium botulinum oraz części drobnoustrojów mezofilnych. W szynkach pasteryzowanych po zakończonej obróbce pozostają jednak zdolne do rozmnażania przetrwalniki mezofilnych bakterii, w tym głównie proteolityczne szczepy Clostridium botulinum. Pasteryzację przeżywają również bakterie z rodzaju Bacillus i termooporne szczepy z rodziny Lactobacillaceae oraz bakterie z rodzaju Enterococcus, które dostają się najczęściej do wyrobu wraz z surowcem, jako efekt jego niedostatecznej higieny i wadliwie przeprowadzonego procesu chłodzenia. Ze wszystkich drobnoustrojów szczególnie istotne znaczenie dla jakości mikrobiologicznej szynek pasteryzowanych mają przede wszystkim enterokokki, które stanowią zarazem ich specyficzną mikroflorę. Jako względne beztlenowce mogą one bowiem wzrastać w gotowym wyrobie, tym bardziej że rozwijają się w warunkach chłodniczych. Z powyższego względu bakterie te, należące do tzw. paciorkowców kałowych, pełnią coraz częściej rolę wskaźników sanitarnych oraz wyróżników jakości higienicznej wyrobów mięsnych, w tym także szynek pasteryzowanych. O wyborze tych bakterii jako wskaźnikowych decyduje ponadto stosunkowo duża ciepłooporność ich wegetatywnych komórek. Jako drobnoustrój wskaźnikowy z rodzaju Enterococcusa a określający skuteczność pasteryzacji przyjmuje się najczęściej szczep Enterococcus faecium. Wynika to z faktu, że szczep ten wzrasta w zakresie temperatur od 10°C do 45°C i nie przeszkadza mu obecność chlorku sodu, a równocześnie sprzyja alkaliczne środowisko. Warunki takie w dużym stopniu występują powszechnie w szynkach pasteryzowanych. Efekt uzyskanej trwałości produkowanych konserw szynkowych, determinowany obróbką termiczną, a oceniany bezpieczeństwem przechowywania, można zwiększyć, stosując w pewnym zakresie czasowym zabieg sterylizacji prowadzonej w niskich temperaturach, tj. maksymalnie w temperaturze wynoszącej 117°C, przez okres wstępnych 20 minut przewidywanego czasu obróbki pasteryzacyjnej.
Skuteczność zabiegu pasteryzacji potwierdza się próbą termostatową, która polega na termostatowaniu szynek w temperaturze 36-38°C przez 3 doby. Negatywny wynik próby (brak bombażu mikrobiologicznego) świadczy o skuteczności przeprowadzonej obróbki pasteryzacyjnej. Wszystkie szynki pasteryzowane można magazynować w temperaturze poniżej 5°C przez okres maksymalnie wynoszący tylko 6 miesięcy. Są to warunki, których skuteczność jest dodatkowo wspomagana przez obecność w szynkowych konserwach pasteryzowanych powszechnie używanego w przetwórstwie azotynu sodu. Substancja ta utrzymuje bowiem niebezpieczne spory Clostridium botulinum w postaci spoczynkowej.

OCENA JAKOŚCIOWA GOTOWEGO WYROBU

Tradycyjne szynki pasteryzowane należą zawsze do grupy wyrobów marki premium. Z tego względu powinny podlegać ścisłym i wysokim wymaganiom jakościowym. Najczęściej przy ich ocenie bierze się pod uwagę następujące wyróżniki jakościowe, a mianowicie:
– ilość wody dodanej,
– wskaźnik PFF (Protein Fat Free).
Procentową ilość wody dodanej wylicza się z następującego wzoru: Wd= W- (K x B),
w którym [W] to procentowa (m/m) ilość wody oznaczonej analitycznie, [K] to mnożnik wynoszący 3,83, a [B]- to procentowa (m/m) ilość białka oznaczona analitycznie.
W przypadku dodatku żelatyny (format F) wzór ten przybiera następującą postać: Wd = W- [K x (B-0,4)],
gdzie wartość 0,4 to ilość białka wprowadzonego jako składnik żelatyny.
Wskaźnik PFF, który charakteryzuje zawartość mięsa w szynkach, a wyrażony jest w procentach masowych (m/m) ilości białka zawartej w masie beztłuszczowej konserwy.
Z punktu widzenia konsumenta najważniejszym wyróżnikiem oceny jakościowej szynek pasteryzowanych jest wskaźnik PFF, który opisany jest równaniem: PFF= B / (100 – T ) x 100, w którym [B] to procentowa (m/m) ilość białka oznaczona analitycznie a [T] to procentowa (m/m) ilość tłuszczu oznaczona analitycznie.
Wysokiej jakości szynki pasteryzowane cechują się wskaźnikiem PFF na poziomie nie niższym, niż 18,5%.
Dodatkowym wyróżnikiem jakościowym szynek pasteryzowanych jest stopień ich zasolenia, określany wskaźnikiem „brine concentration” [BC]. Parametr ten wylicza się z zależności: Bc= S x 100/S+W,
W której wartość[W] to procentowa(m/m) ilość wody oznaczona analitycznie, a [S] to procentowa(m/m) ilość chlorku sodu oznaczona analitycznie.

Literatura
1. Wajdzik J. (2015): Nastrzykiwanie i uplastycznianie mięsa w produkcji wędzonek parzonych. ,,Gospodarka Mięsna” nr 3
2. Wajdzik J. (2020): Istota produkcji konserw pasteryzowanych. ,,Ogólnopolski Informator Masarski” nr 3