dr inż. Magdalena Kuchlewska

Wędzenie jest jedną z najstarszych metod konserwowania żywności pochodzenia zwierzęcego. Technologicznym celem obróbki wędzarniczej jest także nadanie produktom specyficznych cech sensorycznych (barwy, smaku, zapachu). W artykule przedstawiono wybrane aspekty zdrowotne procesu wędzenia, zebrane na podstawie aktualnych danych literaturowych.

Wędzenie jest specyficzną metodą obróbki produktów żywnościowych, podczas której są one poddawane oddziaływaniu ciepła oraz związków chemicznych zawartych w dymie wędzarniczym.

Tradycyjne wędzenie spełnia dwa zasadnicze zadania. Pierwszym z nich jest obróbka termiczna żywności, której celem jest możliwie równomierna zmiana stanu wilgotności wędzonki i wywołanie pulchnienia wskutek wpływu temperatury (w przypadku wędzenia na gorąco) oraz procesów autolityczno-enzymatycznych (w przypadku wędzenia na zimno). Drugim jest obróbka dymna żywności w celu polepszenia walorów smakowo-zapachowych i wyglądu produktów oraz ich utrwalenia. Obecnie definicja wędzenia uległa modyfikacji tak z technologicznego, jak i towaroznawczego punktu widzenia. W czasach powszechnego wykorzystywania chłodnictwa, zamrażalnictwa, liofilizacji czy sterylizacji, proces ten w dużej mierze utracił swoją pierwotną rolę zabiegu utrwalania żywności i przekształcił się w działanie mające na celu przede wszystkim jej uszlachetnianie.

Przydatność konsumpcyjną produktów mięsnych wędzonych osiąga się w wyniku współdziałania wielu czynności mających wpływ na przenikanie i wzajemne oddziaływanie składników dymu oraz przebieg złożonych procesów: fizykochemicznych i enzymatycznych w produkcie. Konsumenci cenią sensoryczne właściwości produktów wędzonych, a technologia wędzenia powinna im zapewnić nie tylko uznany przez nich standard wyrobu, ale przede wszystkim bezpieczeństwo zdrowotne. Decyduje o nim koncentracja szkodliwych składników dymu, które mogą znaleźć się w produkcie w wyniku nieprawidłowo przeprowadzonego procesu wędzenia. Konsument nie jest w stanie stwierdzić organoleptycznie, czy składniki te znajdują się w produkcie; może jedynie podejrzewać ich obecność, np. w przypadku silnie okopconych wyrobów.

Ciągły postęp w dziedzinie nauk o żywności sprawia, że wymagania dotyczące bezpieczeństwa żywności podlegają weryfikacji, w efekcie czego zaostrza się m.in. przepisy dotyczące zawartości w produktach wędzonych związków potencjalnie niebezpiecznych.

Dym i jego znaczenie w procesie wędzenia

Dym wędzarniczy stanowi wieloskładnikowy, dynamiczny układ gazowych, ciekłych i stałych (popiół, sadza) produktów pirolizy drewna. Do zawartych w nim technologicznie czynnych w procesie wędzenia związków chemicznych należą: fenole (stanowiące ponad 50% wszystkich substancji chemicznych zawartych w dymie), związki karbonylowe, tj. aldehydy i ketony, oraz kwasy organiczne, alkohole, estry, etery, tlenek i dwutlenek węgla, a także inne substancje organiczne i składniki powietrza. Jest to około 1100 różnych związków chemicznych odpowiedzialnych za działanie przeciwutleniające, mikrobiocydowe i mikrobiostatyczne (polegające na częściowym hamowaniu rozwoju drobnoustrojów). Związki te współtworzą także wyróżniki sensoryczne i towaroznawcze wyrobów wędzonych – do głównych czynników aromatyzujących dymu wędzarniczego należą związki karbonylowe (szczególnie aceton, wanilina, aldehyd syringowy), a jako związki uczestniczące w smakowitości wędzonkowej wymienia się przede wszystkim maltol, wanilinę oraz acetowanilinę. Aromat wyrobów wędzonych zależy od kompozycji i stężenia lotnych składników dymu – od stosowanych rodzajów drewna, metody wytwarzania dymu, temperatury i czasu trwania wędzenia oraz składu wędzonego produktu. Przeciwutleniające właściwości dymu wędzarniczego związane są głównie z działaniem związków fenolowych (jak np. metylopirokatechina, pirogalol, hydrochinon i jego homologi, gwajakol, fenole jednowodorotlenowe), a także kwasu mrówkowego, benzoesowego, salicylowego oraz waniliny.

Efekt wędzenia obniżający poziom drobnoustrojów lub hamujący ich rozwój związany jest z mikrobiocydowym lub mikrobiostatycznym działaniem składników dymu (jak np. formaldehyd, fenole, gwajakol, kwas octowy i mrówkowy), jak również z towarzyszącym obróbce wędzarniczej efektem obsuszania powierzchni produktu (zmniejszenie aktywności wody) i wpływie ogrzewania (w przypadku wędzenia ciepłego i gorącego). Najsilniejsze działanie antybakteryjne wykazuje formaldehyd, a działanie przeciwpleśniowe – fenole. Kwasy zawarte w dymie wędzarniczym zmniejszają pH wyrobów wędzonych, wzmacniając konserwujące działanie innych składników dymu. Wrażliwe na działanie dymu wędzarniczego są bakterie z rodziny Enterobacteriaceae, bakterie z rodzaju Pseudomonas, mikrokoki i streptokoki, drożdże, pleśnie i drobnoustroje przetrwalnikujące (uszeregowanie od najbardziej do najmniej wrażliwych). Bardzo istotne z technologicznego punktu widzenia jest inhibitujące działanie w stosunku do przetrwalników Clostridium botulinum zawartego w dymie aldehydu mrówkowego. Działanie bakteriobójcze składników dymu nie ustaje z chwilą zakończenia procesu wędzenia, ale utrzymuje się nadal w miarę ich wnikania w głąb wyrobu. Dym wędzarniczy hamuje rozwój pleśni na powierzchni przetworów mięsnych, a działanie to przejawia się szczególnie silnie przy niskiej wilgotności powietrza. Taki wpływ dymu jest jednak słabszy wewnątrz produktu mięsnego i dlatego w zwykłych metodach produkcji przetworów mięsnych, aby zapewnić trwałość produktu wędzonego należy przetwarzać mięso z odpowiednią dawką mieszanki peklującej lub soli kuchennej. Podczas obróbki wędzarniczej należy tak sterować parametrami procesu, aby ubytek wody z produktu mięsnego zachodził w niezakłócony sposób. Wędzenie w warunkach typowych dla praktyki przetwórczej będzie działało mikrobiocydowo lub mikrabiostatycznie tylko wtedy, gdy takie czynniki jak substancje peklujące, niska wartość wody i temperatura będą działały synergistycznie.

Wędzenie a zdrowie

Niestety wędzenie wywołuje także pewne efekty niekorzystne, jak np. zmniejszenie zawartości aminokwasów egzogennych białek mięsa, szkodliwy wpływ formaldehydu na zdrowie konsumentów i kontaminację substancji budzących wątpliwości natury toksykologicznej.
O zawartości w dymie wędzarniczym związków pożądanych i niepożądanych decyduje wiele czynników, m.in. ilość tlenu atmosferycznego, wilgotność drewna, temperatura dymu w trakcie spalania. Produkty zbyt mocno uwędzone cechuje zmniejszona strawność, na skutek zajścia reakcji pomiędzy białkami a formaldehydem pochodzącym z dymu wędzarniczego. Równocześnie obniżeniu ulega w nich zawartość aminokwasów egzogennych, przede wszystkim lizyny. Formaldehyd, wykazujący działanie rakotwórcze oraz alergizujące, występuje w dymie, a następnie w uwędzonym produkcie w dość dużych ilościach Wątpliwości natury toksykologicznej i zdrowotnej budzą też zawarte w dymie wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) oraz dioksyny, którym przypisywana jest niezwykle wysoka toksyczność. Wspomnieć należy także o nitrozoaminacb mogących się tworzyć w szczególnych warunkach podczas wędzenia z pieczeniem, przy współdziałaniu użytych do peklowania azotynów oraz przy pośrednictwie nitrofenoli. Nitrozoaminy to substancje o silnym działaniu mutagennym, neum- i nefrotoksycznym, teratogennym i rakotwórczym. Dynamika powstawania prekursorów nitrozoamin i ich tworzenia podczas obróbki wędzarniczej jest uzależniona od wielu czynników fizykochemicznych, jak np. temperatura powstawania dymu, czas wędzenia, temperatura pieczenia. Do zawartych w dymie wędzarniczym substancji szkodliwie oddziałujących na zdrowie człowieka należą też fenole, krezole i furfurol, które nie są uważane za rakotwórcze, ale mają określone właściwości toksyczne. Przykładowo fenole mogą reagować z pochodzącym z dymu wędzarniczego resztkowym azotynem tworząc silnie toksyczne nitro- oraz nitrozofenole. Zawarte w dymie kwasy (m.in. kwas mrówkowy, octowy) działają drażniąco na drogi oddechowe i mogą w ten sposób przyczyniać się do podwyższenia trującego działania innych substancji. Szczególnie niebezpieczna pod tym względem jest akroleina pochodząca z rozkładu tłuszczu pod wpływem wysokiej temperatury pieczenia produktów. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) należą do związków silnie rakotwórczych. Wykazują stosunkowo niską toksyczność ostrą, ale bardzo wyraźną toksyczność przewlekłą. Za wyraźnie mutagenne, kancerogenne i genotoksyczne Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) uznaje aż 15 związków z grupy WWA, zwłaszcza benzo(a) piren (BaP), który w wyniku aktywacji metabolicznej może tworzyć połączenia ze strukturami komórkowymi organizmu (w tym z DNA), stanowiąc potencjalne: źródło uszkodzeń genetycznych. Uważa się, że nie ma takiej dawki WWA, która nie stwarzałaby zagrożenia dla organizmu człowieka. Związki te nie występują pojedynczo, lecz w mieszaninie. Efekt końcowy wędzenia tradycyjnego, w tym także poziom WWA w produkcie zależy od wielu czynników. Substancje te powstają głównie podczas pirolizy, zwłaszcza przy niepełnym spalaniu surowca organicznego. Największe ich ilości tworzą się podczas spalania w tempera turze 500 – 700”C przy ograniczonym dostępie powietrza do strefy spalania. Może wówczas powstać nawet do 10000 substancji chemicznych o budowie WWA wraz z ich pochodnymi. Wśród WWA wyróżnia się dwie grupy związków: tzw.lekkie WWA, do których należą związki o 3 lub 4 pierścieniach (np. fenantren, antracen, piren, benzo(a)antracen, chryzen) oraz ciężkie WWA o S i więcej pierścieniach (m.in. benzo(j)fluoranten, benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(a)piren), stabilniejsze i bardziej toksyczne niż lekkie WWA. Rozporządzenie Komisji (UE) nr 835/2011 z 19 sierpnia 2011 r., dotyczące najwyższych dopuszczalnych poziomów WWA w wybranych środkach spożywczych, w tym w wędzonych produktach mięsnych, wskazuje na konieczność analizy poziomu związków z grupy WWA w oparciu o dwa wskaźniki: poziom benzo(a) pirenu oraz poziom sumy czterech specyficznych związków, które stanowią: benzo(a)piren, benzo(a)antracen, benzo(b)fluoranten i chryzen. Najwyższy dopuszczalny poziom benzo(a)pirenu w żywności wynosi 2 flg/kg, a sumy czterech WWA- 12 flg/kg produktu. Wieiopierścieniowe węglowodory aromatyczne stanowią wszechobecną i bardzo zróżnicowaną grupę zanieczyszczeń występujących tak w środowisku naturalnym, jak i artykułach spożywczych. Z dostępnych danych literaturowych wynika, że człowiek blisko 70% WWA pobiera wraz ze spożywaną żywnością, a produkty mięsne poddane wędzeniu mogą być ich ważnym :źródłem, zwłaszcza gdy będą spożywane w ilości ponadprzeciętnej. Różny sposób prowadzenia obróbki wędzarniczej w zakładach przetwórczych oraz niestabilność warunków procesu wędzenia (zwłaszcza przy wędzeniu tradycyjnym) sprawia, że zawartość WWA w niektórych produktach może być niekiedy wyższa niż wskazana w obowiązujących przepisach prawa żywnościowego. Należy zaznaczyć, że żywność wędzona sposobem domowym może zawierać znacznie większe ilości WWA niż poddana obróbce przemysłowej – np. zanieczyszczenie benzo(a)pirenem mięs wędzonych w warunkach domowych może wynosić nawet do 100 flg/kg części jadalnych. Skuteczną metodą redukcji WWA w wyrobach mięsnych jest odpowiedni dobór warunków wędzenia. Ponieważ zawartość WWA zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury żarzenia drewna, kontrolując przebieg tego procesu i nie dopuszczając do przekroczenia temperatury 500Oc oraz ulepszając technologię spalania drewna i konstrukcję maszyn można zdecydowanie obniżyć zawartość tych związków w dymie i produkcie. W celu osiągnięcia jak najniższego obciążenia organizmu konsumenta szkodliwymi składnikami dymu wędzarniczego zaleca się przestrzeganie kilku zasad. Powinno się wędzić nie dłużej niż jest to konieczne do wytworzenia pożądanego efektu oraz stosować dym wędzarniczy wstępnie schłodzony. Należy też unikać osadzania się sadzy i smółki na powierzchni produktów oraz preferować stosowanie takich osłonek, które dają się łatwo zdjąć z wędliny.

Płyny wędzarnicze

Zagrożenie związane z kumulacją związków szkodliwych w produktach wędzonych może zostać wyeliminowane, jeżeli zamiast tradycyjnego sposobu wędzenia zastosuje się płynne preparaty dymu wędzarniczego, uzyskiwane przez usunięcie z kondensatu dymu WWA oraz substancji smolistych. Preparaty takie spełniają wszystkie funkcje tradycyjnego dymu wędzarniczego – posiadają zbliżone do niego właściwości barwiące, aromatyzujące, bakteriobójcze i antyoksydacyjne. Dodatkowo ich stosowanie zmniejsza ubytek masy w gotowym produkcie, skraca czas wędzenia, spełnia ro snące wymagania z zakresu ochrony środowiska, poprawia bezpieczeństwo pracy i warunki higieniczne produkcji, zapewnia uzyskanie produktu o tradycyjnym smaku i aromacie, a przede wszystkim o wysokim bezpieczeństwie zdrowotnym. Warto zaznaczyć, że w wyniku stosowania preparatów dymu wędzarniczego ogranicza się również możliwość tworzenia N-nitrozoamin w produktach wędzonych, poprzez eliminację tlenków azotu, które mogą tworzyć się w trakcie termicznego rozkładu drewna.
Chociaż znawcy twierdzą, że smakowitość oraz trwałość przetworów wyprodukowanych z użyciem płynów wędzarniczych jest inna niż poddanych tradycyjnej obróbce wędzarniczej, instytucje odpowiedzialne za bezpieczeństwo żywności uznają ten sposób wędzenia za bezpieczny i stanowiący mniejsze zagrożenie dla zdrowia niż wędzenie tradycyjne.

W ostatnich kilkudziesięciu latach dokonano znacznego postępu w technice i technologii wędzenia (przemysłowego i tradycyjnego). Udoskonalono m.in. konstrukcję budowy wędzarni i pirolizy drewna, zwłaszcza najpowszechniej stosowanych żarowych dymogeneratorów. Dokonany postęp techniczny i technologiczny w znacznym stopniu ograniczył wady wędzenia tradycyjnego lecz jeszcze nie wyeliminował ich całkowicie. W związku z tym przy stosowanych współcześnie metodach utrwalania żywności wędzenie powinno się ograniczyć do wywołania jedynie niezbędnych ale nie nadmiernych zmian jakościowych produktu. Zmiany nadmierne, jak np. bardzo ciemna barwa wyrobów związana z dużym nasyceniem produktu składnikami dymu wędzarniczego, zazwyczaj nie są pożądane przez konsumenta. Jest to szczególnie ważne w produkcji wyrobów tradycyjnych, których spożycie jest wysokie i nadal rośnie. Kilkadziesiąt lat temu mocno wędzone wyroby mięsne i rybne były bowiem spożywane jedynie kilka razy w roku, obecnie niektórzy spożywają je nawet kilka razy dziennie.
Gwarancją bezpieczeństwa i jakości wędzonych produktów żywnościowych jest przestrzeganie prawa żywnościowego na wszystkich etapach produkcji. Ze względu na możliwą obecność szkodliwych substancji w żywności poddawanej obróbce wędzarniczej, bezpieczeństwo takiej żywności jest przedmiotem szczególnego zainteresowania. Dostępne dane literaturowe na temat skażenia żywności wieiopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi wskazują, że generalnie przetwory wędzone znajdujące się na unijnych rynkach można uznać za bezpieczne pod względem zawartości związków z grupy WWA. Należy więc podkreślić, że dzięki zastosowaniu odpowiednich, nowoczesnych technologii wędzenia można uzyskać atrakcyjne sensorycznie a zarazem bezpieczne zdrowotnie produkty mięsne cenione przez konsumentów.