Biotehnologii in industria carnii si a produselor din carne

BIOTEHNOLOGII IN INDUSTRIA CARNII SI A PRODUSELOR DIN CARNE

Transformari ale carnii dupa sacrificarea animalelor

Sacrificarea animalelor - se face in scopul consumului , ca si alimente , a muschiului , a diferitelor organe cat si a utilizarii oaselor si a pieilor.

- Dupa taierea animalelor , metabolismul carnii continua , datorita activitatii enzimelor proprii: apare initial un proces de rigidizare al carnii , responsabile fiind substantele care se formeaza acum: acidul lactic ,peptidele , aminoacizii etc.

Refrigerarea carnii:- pana la prelucrare carnea se pastreaza la 10 -12 ⁰ C sau se refrigereaza la  0-2⁰ C , moment in care carnea se acidifica.

in perioada de refrigerare au loc o serie de transformari biochimice echivalente cu o maturare:

- carnea se fragezeste

- se modifica aroma , gustul , culoarea si consistenta.

Toate aceste imbunatatiri ale calitatii carnii au loc datorita proceselor proteolitice , sub influenta enzimelor proprii , cat si a transformarilor fizico-chimice.

Enzimele proprii carnii:

Proteinazele neutre (calpaine) actioneaza la pH = 7-7,5 transformand proteinele musculare in peptide iar

Proteazele lizomazale (catepsine) actioneaza la pH = 4-6 asupra proteinelor musculare actina si miozina si degradeaza si tesutul conjunctiv.

Complexul enzimatic multifunctional (enzime allosterice) la pH = 7-8 ataca proteinele sarcoplasmatice.

Factorii care influenteaza maturarea carnii:

1)specia de carne   - cel mai usor se matureaza carnea de pasare , apoi cea de porc , de vitel , de oaie si mai greu cea de vita adulta.

Viteza de maturare depinde de : - Concentratia de enzime proteolitice (care este in cantitati mari la pasare)

structura musculara (miofibrele carnii de vita sunt greu degradate de proteaze)

inhibitorii naturali ai proteazelor (calpastatina in cantitate mica la pasare)

In muschiul de pasare are loc preponderent un metabolism glicolitic anaerob iar in musculatura de porc si vita are loc un metabolism aerob, oxidativ.

2)varsta animalului : pentru industria carnii se prefera sacrificarea animalelor tinere deoarece la animalele mature fibrele de colagen din muschi sunt mai dure si au o termostabilitate mai mare. De exemplu , carnea de vitel se matureaza in 5 zile iar cea de vita adulta in 10-11 zile.

3)rasa si sexul - la animalele de rasa masa musculara se fragezeste mai repede . Carnea provenita de la masculi se fragezeste mai greu deoarece contine mai mult colagen si in plus poate avea un iz particular , datorat productiei hormonilor specifici.

In vederea cresterii calitatii carnii este recomandata castrarea animalelor de ambele sexe!

Calitatea carnii maturate se evalueaza dupa consistenta, suculenta gust , miros (aroma)carnii.

- Consistenta carnii si modul cum sunt repartizate lipidele in masa musculara sunt importante in utilizarea carnii acesteia ca materie prima pentru industria carnii:- Carnea mai grasa poate avea o consistenta mai frageda. Daca grasimea este distribuita intramuscular, carnea este perselata iar daca este distribuita printre fibrele musculare carnea este marmorata.

- Suculenta carnii este conferita de cantitatea de apa din tesuturi. Se dezvolta odata cu maturarea.

- Gustul si mirosul carnii sunt modificate datorita aparitiei pe parcursul maturarii a unor compusi chimici cu molecule mai mici .

- Aroma carnii este determinata de fosfolipidele din tesutul muscular , de aminoacizii liberi , de produsii proveniti din degradarea nucleotidelor , de acizii grasi (rezultati din degradarea lipidelor).

- Fragezimea carnii poate fi grabita prin adaosul de enzime proteolitice , prin injectarea unor saruri de Ca care activeaza capainele , prin activarea proteazelor prin incaltire sub 60 ⁰ C , prin tocarea si taierea carnii.

Enzimele utilizate pt maturarea carnii trebuie sa degradeze fibra musculara si tesutul conjunctiv.S-au utilizat , ca furnizoare de enzime :

surse vegetale din papaina din papaia , ficina din ficus, bromelia din ananas .

surse animale : colagenaze din Bacillus subtilis ,Bacillus mesentericus, Clostridium histolycum

surse fungice : proteaze din Aspergillus oryzae

Maturarea carnii:

Enzimele utilizate pentru maturarea carnii trebuie sa degradeze fibra musculara si tesutul conjunctiv.

S-au utilizat , ca furnizoare de enzime:

- surse vegetale : papaina din papaia , ficina din ficus, bromelia din ananas

- surse animale : colagenaze din Bacillus subtilis ,Bacillus mesentericus, Clostridium histolycum

- surse fungice : proteaze din Aspergillus oryzae

Valorificarea carnii si a subproduselor :

In industria carnii , in afara de carne se valorifica si subprodusele : - Sange , oase , piele.

Prelucrarea acestora implica tratamente enzimatice , cu entime de origine microbiana .De exemplu:

Pentru decolorarea sangelui se utilizeaza o proteinaza bacteriana. Componenta proteica ramasa va fi adaugata la preparatele de carne.

Pentru recuperarea carnii de pe oase se folosesc proteinaze. Oasele se folosesc la obtinerea gelatinei dar trebuie degresate. Degresarea se face cu ajutorul unor lipaze provenite din Aspergillus arrhisus .

La prelucrarea pieilor se folosesc proteaze alcaline microbiene impreuna cu enzime animale : tripsina , lipaze , amilaze pancreatice. Acestea au rolul de a inmuia pielea , de a indeparta firele de par si de a produce degresarea.

Pentru samaluirea pieilor (procesul prin care pielea devine extrem de moale si supla ) se utilizeaza enzime proteolitice de natura bacteriana sau fungica . In trecut aceasta operatie se facea cu excremente de pasare sau caine (care contin enzime proteolitice).

Operatii de baza ale producerii salamurilor crude.

Taierea animalelor ,transare----Maturarea carnii (acidifiere ,fragezire prin refrigerare, stocare)---Maruntire---Inoculare culturi starter---Maturare salamuri (etuvare,facultativ)--- Svantare---

--Afumare(facultativ)--- Uscare(Maturare) --- Periere la suprafata (facultativ).

Prepararea mezelurilor crude implica participarea a doua surse de MO:

cele din microflora spontana de contaminare (nepatogena sau patogena) si

MO inoculate provenite din culturi starter.

Microorganismele de contaminare sunt reprezentate de :

Bacteriile de contaminare(patogene ) respectiv : -enterobacterii(Escherichia ,Proteus , Pseudomonas , Clostridium botulinum , Enterobacter).Ele sunt jenate de: - Anaerobioza

- Cresterea aciditatii mediului

- Apa oxigenata

- Sare azotati

Bacteriile psihotropice (pseudomonas , Achrobacter )

Drojdiile si mucegaiurile de contaminare pot apaera in conditii neigienice biotehnologic. Ele apar in special la salamurile crude neafumate.

Culturile starter (pure sau selectionate ) se utilizeaza pentru urmatoarele aspecte:

dirijarea fermentatiei , si determina obtinerea anumitor caracteristici ale preparatelor din carne : aroma , culoare, consistenta , valoare nutritiva , inocuitatea produselor.

Impiedica formarea in concentratii mari a aminelor biogene care devin toxice (cadaverina, putresceina , histamina , triptamina etc.).

Se utilizeaza : culturi starter de bacterii din genurile:

Lactobacillus ( L. plantarum , L. sake , L. casei , L. brevis , L. pentosus);

Streptococcus (Str. lactis , Str. cremoris , Str. diacetilactis);

Leuconostoc (L. lactis , L. citrovorum);

Pediococcus ( P. pentosaceus, acidilacti);

Micrococcus (M. varians, M. auranticus);

Staphylococcus (St. Carnosus , St. Xylosus);

Streptomyces (S. griseus)

Flora predominanta in salamurile crude este constituita din Lactobacili!

Drojdiile (salbatice sau din culturi starter selectionate : Debaryomyces) apar de obicei la suprafata salamuilor dar dispar pe parcursul maturarii. Drojdiile au rol in producerea aromelor.

Mucegaiurile din genurile Aspergillus , Muccor, Rhizopus, Penicillium se dizolva , ca flora spontana , la suprafata salamurilor . Penicillium nalgiovensis ca si cultura starter este considerat mucegai nobil.

Transformarile calitative suferite de produsele din carne in perioada maturarii.

Salamurile crude pot fi clasificte in functie de perioada necesara pentru maturare.Maturarea se desfasoara in mai multe etape: - etapa de etuvare

- etapa de afumare.

- etapa de uscare.

Maturarea salmurilor:

Salamurile crude gen pasta - se matureaza timp de 7 zile la 25⁰   C , fara culturi starter sau cu inoculare de Micrococi.

Salamurile crude cu maturare rapida - se matureaza timp de 10 zile la 25⁰   C cu inocul de Lactobacili si Pediococi.

Salamurile crude cu maturare medie sunt maturate dupa 15-20 zile , al 20-25⁰   C utilizand inocul de Stafilococi si Lactobacili.

Salamurile crude cu maturare indelungata - au o aroma deosebita si se matureaza sub21⁰ C iar inocularea se face cu Micrococi si drojdii. Exista si astfel de salamuri ce contin mucegaiuri pe membrana (pe membrana se foloseste Penicillium nalgiovensis).

Bacteriile drojdiile si mucegaiurile , prin activitatea lor enzimatica , au o contributie majora la transformarea calitativa a produselor din carne. Practic au loc o serie de procese fizico - chimice care influenteaza culoarea ,aroma ,(gustul si mirosul ), consistenta , elasticitatea , aspectul membranei si conservabilitatea.

1) Consistenta , elasticitatea se datoreaza MO acidifiante: : Lactobacili , Pediococi.

- acidifierea mediului favorizeaza legarea pastei : ea este mai intensa in mijlocul batonului de salam si mai slaba spre margini ; pH -ul devine 5,5.

La salamurile fara inocul de bacterii lactice se poate adauga , pentru acidifiere , glucono-d-lactona.

2) Culoarea este influentata de actiunea tuturor tipurilor de MO .De exemplu , acidifierea mediului produce reducerea nitratilor si nitritilor , proces ce determina modificarea culorii.

3) Aroma este rezultatul aparitiei compusilor de aroma: acetoina ,diacetilul, acizii organici, aldehidele. Tot responsabile de formarea aromei salamurilor sunt si : peptidele , aminoacizii , acizii grasi rezultate ale actiunii Micrococilor, Stafilococilor ,drojdiilor selectionate , mucegaiurilor nobile. De asemenea , acidul lactic format prin fermentarea glucidelor adaugate cat si acizii organici contribuie la aroma salamurilor. Gustul se modifica si in functie de continutul in saruri , condimente, compusi de fum (fenoli - care au rol si de antioxidanti).

4)Aspectul membranei - este determinat de drojdiile si mucegaiurile nobile ce se dezvolta la suprafata produsului sub forma de colonii sau micelii albe.

5)Conservabilitatea este foarte importanta. De exemoplu , la aparitia nitritului prin reducerea nitratului (in urma actiunii Micrococilor, Stafilococilor, Lactobacililor) determina inhibarea unor MO patogene . Conservabilitatea preparatelor din carne creste prin raspandirea la suprafata preparatului (membrana) a unor colonii de drojdii si /sau a miceliilor de micegai nobil care actioneaza impotriva unor bacterii sau a altor mucegaiuri toxigene.