Modificările cererii consumatorilor de produse din carne, precum și creșterea concurenței la nivel mondial, determină un impuls fără precedent în procesarea și dezvoltarea sistemelor de ingrediente în sectorul producției de carne.

Spre ce se îndreaptă sectorul, ce materii prime pot fi la îndemână, pentru a satisface toate pretențiile consumatorilor?

La întrebare au încercat să răspundă cercetătorii Jochen Weiss, Monika Gibis, Valerie Schuh, Hanna Salminen Dept. of Food Structure and Functionality, de la Institute of Food Science and Biotechnology, University of Hohenheim, aceia care au publicat studiul cu titlul ”Advances in ingredient and processing systems for meat and meat products”, pe care vi-l prezentăm în ediția de față a revistei noastre.

Consumatorii vor produse ”sănătoase”

Consumatorii solicită produse din carne mai sănătoase, cu un conținut scăzut de sare, grăsimi, colesterol, nitriți și calorii în general și care conțin în plus componente bioactive,  care promovează sănătatea, cum ar fi, de exemplu, carotenoizi, acizi grași nesaturați, steroli și fibre.

Pe de altă parte, consumatorii se așteaptă ca aceste produse din carne noi cu formulări modificate să guste, să arate și să miroasă în același mod ca și omologii lor tradițional formulați și prelucrați.

În același timp, concurența obligă industria de prelucrare a cărnii să utilizeze ”carne” din materii prime din ce în ce mai scumpe și să fabrice produse la costuri mai mici.

Având în vedere aceste schimbări, noile sisteme de ingrediente și a abordărilor de procesare care apar pentru a crea produse de calitate la prețuri accesibile, nu numai în mod experimental sau în loturi mici, ci și în procese continue, la scară largă.

Înlocuitorii de grăsime, modificarea profilului de grăsime și tehnicile de reducere a colesterolului, noi modificatori ai texturii și sisteme alternative antioxidante și antimicrobiene sunt acum abordate de tehnologi cu o fervoare înnoită.

Echipamentele moderne de prelucrare folosite pentru a stabili linii de fabricație a produselor care funcționează continuu și care permit crearea de noi structuri de produse din carne și utilizarea eficientă a unor ingrediente noi, inclusiv umpluturi sub vid, râșnițe și dispersoare fine, și feliere sunt puse la punct în contextul creării structurii produselor din carne. În cele din urmă, merită evidențiate tendințele în dezvoltarea viitoare a ingredientelor și a sistemelor de procesare a produselor din carne.

Ingrediente care conțin nitrați

O metodă pentru a evita direct adăugarea de nitriți la carne înseamnă adăugarea în schimb a ingredientelor care au un conținut natural ridicat de nitrați. Această metodă este utilizată în producția de versiuni organice de mezeluri (Sebranek & Bacus, 2017).

Produsele din carne realizate cu astfel de ingrediente prezintă toate proprietățile senzoriale tipice (culoare, aspect și stabilitatea termenului de valabilitate), a produselor din carne tratate cu nitriți.

Ingrediente care au fost folosite pentru a fabrica produse din carne ”fără nitriți” includ sare de mare nerafinată, zahăr turbinado (o cruditate a zahărul produsă prin evaporarea primului suc de trestie de zahăr prin îndepărtarea melasei de suprafață,  prin centrifugare), arome și condimente, țelina, morcovul, sfecla și sucul de spanac.

În timp ce inițial s-a sugerat că efectul tehnologic al acestor ingrediente poate fi redus, datorită conținutului lor de nitriți reziduali, nivelul lor de nitriți a fost fie extrem de scăzut (de exemplu, 0,3-1,7 ppm pentru sarea de mare), fie inexistent.

În schimb, legumele și condimentele care conțin niveluri ridicate de nitrați, le pot transforma de către bacteriile de reducție, transformându-le din nitrați, în nitriți. De exemplu, Sebranek și Bacus (2014) au raportat niveluri de nitrați de 2114 ppm, în sucul de țelină și 3227 ppm în sucul de spanac. Când sucul a fost redus, pentru a produce un suc comercial de țelină pulbere, nivelurile de nitrați au urcat la 27.462 ppm (Sindelar, 2016).

Produsele din carne produse cu pulbere de țelină nu conțineau inițial niciun nitrit. După o maturare timp de 10 zile, la temperatura camerei, nivelul a scăzut cu 14-22% și o cantitate de 128-189 ppm de nitriți s-a găsit în produse.

Fischer, Bristle, Gehring, Herrmann și Gibis (2015) au raportat în mod similar că, folosind o cultură inițială de reducere a nitraților (Staphylococcus carnosus ssp. Utilis), și adăugarea unui amestec de condimente care conține un conținut definit de nitrați, se obține o culoare similară unor produse fabricate prin metode convenționale. Aceasta ar putea fi o dezvoltare acceptabilă a aromelor în produsele din carne.

De asemeni, la inocularea produselor cu Listeria innocua, creșterea a fost detectată și în privința numărului de celule, iar cel al enterobacteriacelor a rămas constant (Fischer, Bristle, Ulmer și Wolf, 2005). Ar trebui trebuie remarcat însă că acest proces depinde în mare măsură de eficacitatea culturii inițiale, pentru a converti nitrații în nitriți.

Aici, controlul proceselor are o importanță critică. De exemplu, o creștere a ratele de conversie a nitraților au fost descrise de Casaburi, Blaiotta, Mauriello, Pepe și Villani (2015), când culturile inițiale erau lăsate să crească la 30  C, în loc de 15 C.

O alternativă

O alternativă la utilizarea nitriților este de a adăuga antimicrobiene naturale la produsele din carne. Agenții antimicrobieni au fost definiți ca fiind ”compuși chimici prezenți sau adăugați în alimente, la ambalarea alimentelor, contactul cu alimentele suprafețe sau medii de procesare a alimentelor care inhibă creșterea sau inactivează microorganismul patogen sau deteriorează” (Davidson și colab., 2004).

Substanțele antimicrobiene naturale, spre deosebire de cele tradiționale sau antimicrobienele derivate sintetic, sunt compuși care pot fi prezente în condimente, ierburi sau uleiurile lor esențiale, inclusiv terpene, cumarine și flavonoide (Kim, Marshal și Wei, 1995).

Alte antimicrobienele naturale care apar pot fi obținute din microbieni (de exemplu, nisină) sau surse animale (lizoză, polipeptide antimicrobiene (AMP) (Gaysinsky & Weiss, 2017). Datorită spectrului larg de activitate al azotitului, înlocuirea cu un singur antimicrobian este dificilă, fiind necesară o combinație de antimicrobiene (Sofos, 2018).

De exemplu, Ntzimani, Giatrakou și Savvaidis (2010) au adăugat EDTA, lizozimă, ulei de rozmarin și oregano la carnea de pui depozitată în pachete ambalate în vacuum, la 4 C. Ei au arătat că aceste combinații au fost eficiente împotriva creșterii a bacteriilor Gram-pozitive, Gram-negative și într-un grad mai mic, drojdiile.

Combinațiile de nisină cu ulei de oregano au fost testate în carnea tocată de oaie în timpul depozitării refrigerate (Govaris, Solomakos, Pexara și Chatsopoulou, 2010). Creșterea Salmonella Enteritidis a fost inhibată după adăugarea a 500–1000 UI/g de nisină și 0,6–0,9% ulei de oregano. Muench, Maddock și Wulf (2018) au folosit lactatul de sodiu, sodiu diacetat și citrat de sodiu, pentru a preveni deteriorarea membranei naturale a cârnaților.

Amestecuri de 55,7% de lactat de sodiu cu 4% diacetat de sodiu, la o concentrație de 3%, nu a avut un impact negativ asupra atributelor de calitate. Deteriorarea nu a avut loc pe parcursul a 15 săptămâni de depozitare la 3 C. Cu această ocazie s-au raportat atât activități antimicrobiene, cât și activități antioxidante ale combinației.

Proprietățile antioxidante ale mentei

Proprietățile antioxidante au fost atribuite extractului de mentă, în timp ce activitățile antimicrobiene erau atribuite chitosanului. Amestecurile de chitosan-mentă (0,05%) au inhibat creșterea de S. typhimurium, Pseudomonas, E. coli, B. cereus și S. aureus în timpul depozitare la 0-3 C timp de 28 de zile.

O analiză a numărului total de bacterii în salamul de porc, în timpul depozitării refrigerate, a arătat că salamul care conține astfel de amestecuri a avut în medie 1,5 celule CFU / g mai mici, decât un eșantion de control, netratat.

Aceste studii arată că utilizarea de antimicrobieni alternativi sau combinațiile lor pot controla creșterea organismelor de deteriorare a alimentelor și agenți patogeni de origine alimentară din carne și produse din carne.

Evoluțiile recente în controlul creșterii microorganismelor din alte produse prin utilizarea sistemelor de livrare a antimicrobienelor ar trebui luate în considerare cont (Gaysinksy, Davidson, Bruce și Weiss, 2005a, b; Gaysinsky, Davidson, McClements și Weiss, 2008; Gaysinsky, Taylor, Davidson).

Studiile au demonstrat că problemele de incompatibilități ale antimicrobienelor cu proprietăți ale matricei alimentare pot fi depășite prin furnizarea de antimicrobieni naturali în nano și sisteme microscalare purtătoare, precum emulsiile, lipozomi, microemulsii, particule hidrogel etc.. Studiile viitoare ar putea dori, așadar, să se concentreze asupra determinarea aplicabilității acestor sisteme la carne.

Tratamentele de suprafață

Igienizarea suprafețelor de carne înainte tocării sau înainte de producția de aplatizare poate îmbunătăți controlul creșterii agenților patogeni de origine alimentară. Odată cu apariția metodelor de prelucrare continuă pentru fabricarea de produse din carne, introducerea tehnicilor de prelucrare aseptică a produselor din carne ar putea deveni în curând fezabilă.

Astfel, aplicații cum ar fi electrolizarea apei oxidante (Fabrizio & Cutter, 2015), folosind presiunea ridicată în combinație cu antimicrobiene (Hugas, Garriga și Monfort, 2002), iradierea și impulsurile de lumină (Aymerich, Picouet și Monfort, 2008) și aplicând igienizante de suprafață, cum ar fi dioxidul de clor, clorura de cetilpiridiniu, și acidul lactic (Jiminez-Villarreal, Pohlman, Johnson și Brown, 2013a, b), ar putea prelungi durata de valabilitate a cărnii.

Un alt tratament de suprafață care se știe că îmbunătățește durata de depozitare este aplicarea marinatelor (Björkroth, 2005). Marinatele pot fi emulsii care conțin condimente și arome în faza lipidică și sare și acizi în faza apoasă.

Acestea sunt adesea folosite în combinație cu ambalarea în atmosferă modificată. Björkroth a demonstrat că aplicările de marinate poate afecta creșterea bacteriilor psihotrofe, dar a subliniat că în acest fel, capacitatea de tamponare a cărnii poate neutraliza pH-ul marinatelor acide.

Pe scurt, în timp ce metodele descrise mai sus pot fi individuale, ele nu pot înlocui complet nitritul, însă combinații ale acestora abordări pot fi capabile să facă acest lucru sau cel puțin să reducă nivelurile nitriților.