Pierderea în greutate în timpul răcirii și înghețării cărnii
De: Eben van Tonder
10 martie 2019

CONGELAREA ȘI DEPOZITAREA CARNEI

Introducere

Deshidratarea cărnii în timpul depozitării în condiții frigorifice contribuie la o pierdere de calitate și la o pierdere economică semnificativă datorată pierderii în greutate. Motivul deshidratării se datorează faptului că suprafața cărnii este „expusă schimbului de căldură și transfer de masă cu mediul înconjurător. Diferența dintre presiunea vaporilor de apă de pe suprafața alimentelor și cea din volumul de aer este forța motrice pentru deshidratare. ” (Campanone și colab., 2002)

Temperatura și greutatea

Campanone și colab. (2002) raportează că temperatura și greutatea au urmat un comportament similar cu timpul. (a se vedea graficul 1)

Temperatura internă a produsului

Campanone și colab. (2002) descriu rezultatele așa cum se arată în graficul 1 după cum urmează pentru temperatura internă a produsului. „Curba temperaturii interne a produsului a prezentat trei modificări ale pantei. Primul a coincis cu începutul înghețului de suprafață, al doilea a avut loc la sfârșitul schimbării de stare, în timp ce ultimul a avut loc atunci când temperatura internă a produsului se apropie de temperatura aerului. ”

Pierdere în greutate

Campanone și colab. (2002) descriu rezultatele așa cum se arată în graficul 1 după cum urmează pentru pierderea în greutate. „Curba de pierdere în greutate a afișat o singură schimbare pronunțată a pantei când temperatura eșantionului a atins temperatura aerului.

Bustabad (1999) a făcut un studiu foarte util. A răcit și apoi a înghețat carnea de vită și porc, sferturi sau părți și le-a depozitat timp de șase luni, în magazine cu sisteme de răcire diferite, temperaturi diferite și, în unele cazuri, cu acoperire. „O parte din carne a fost înghețată fără o răcire anterioară. Pierderea în greutate a fost determinată, iar rezultatele au fost analizate statistic printr-o regresie pas cu pas multiplă. ” Ea a analizat deteriorarea greutății și a calității. Rezultatele pierderii în greutate sunt raportate în Tabelul 1 de mai jos. Viteza aerului a fost între 0,8 și 3 m/s, iar temperaturile între 20 ° C și 30 ° C.

„Este bine cunoscut faptul că evaporarea umezelii din straturile exterioare ale alimentelor în depozit congelat are ca rezultat pierderi semnificative de greutate (Rutov, 1955). Pierderile procentuale în greutate pentru o perioadă de șase luni și mediile lor lunare obținute sunt prezentate în Tabelul 2.

Dimensiunea carcasei, grăsimea și coaja

Bustabad (1999) a constatat că „trimestrele înainte au prezentat cele mai mari pierderi, deoarece raportul suprafață/volum este mai mare, așa cum a raportat și Bailey (1971). Părțile de porc au pierderi mai mici decât carnea de vită datorită acoperirii lor naturale a grăsimii și a pielii; Cutting și Malton (1973) au ajuns, de asemenea, la concluzii similare.

Box și ambalare/ambalare

Cele mai mici pierderi au fost raportate în studiul Bustabad (1999) „prin congelarea cărnii de vită dezosată și sunt minime atunci când carnea este învelită în pungi de polietilenă. Acest lucru a fost dovedit și de Washburn (1985). Cu toate acestea, este necesar să se ia în considerare efectele ambalajelor asupra prelungirii timpului de îngheț (Cutting, 1974). ”

Efectul ambalării asupra pierderilor în greutate este marcat, scăzându-l cu mai mult de 50%. Bailey (1976) a recomandat utilizarea polietilenei cu grosimea mai mică de 0,05 mm și, în acest caz, am folosit una de 0,06 mm grosime. Plank și Kallert (1916) au prezentat pierderi în greutate, pentru depozitare de șase luni, în sferturi de carne de vită și carne de porc cu o greutate similară cu probele utilizate în această lucrare când temperatura a fost de 10 ° C. În ambele cazuri, pierderile raportate sunt mai mari, deși se află la o temperatură de depozitare de 13 ° C. S-ar aștepta să fie mai mic din lucrările lui Cutting și Malton (1974) privind relația dintre rata de evaporare a umidității și temperatura de depozitare. ” (Bustabad, 1999)

Tabelul 3 arată pierderile minime în condiții industriale în studiul Bustabad. Cutiile de carton sunt recomandate pentru depozitare, deoarece forma se stivuiește bine și reduce pierderea în greutate (Stephen, Creed & Bailey, 1982). ” (Bustabad, 1999)

Congelare la cald

„Bucățile fierbinți care au fost înghețate au avut pierderi similare cu restul probelor. În general, rezultatele arată pierderi mai mari decât cele raportate de alți autori precum Lorentzen și Rosvik (1959) și Manev (1983). Acest lucru este influențat de condițiile de îngheț care, în majoritatea cazurilor, sunt mai severe și pe lângă calitatea carcaselor și straturile lor de grăsime sunt mai mari (Cutting, 1974, 1976). ” (Bustabad, 1999)

Temperaturi de îngheț - Mai rece este mai bine și ambalarea este cel mai bun

Bustabad (1999) raportează că un experiment (Experimentul 3) a fost efectuat în condiții industriale, „unde temperaturile de depozitare studiate au fost de 13 ° C și 18 ° C, în depozitele răcite cu aer. Pierderile în greutate rezultate sunt incluse în tabelul 4. ” Pierderile la 13 ° C sunt mult mai mari decât cele ale pieselor depozitate la 18 ° C. Dacă am comparat bucățile de carne neînvelite și învelite (în polietilenă), se poate observa că efectul temperaturii a scăzut semnificativ la înfășurare. (Bustabad, 1999)

„Ambalarea a dus la un efect extrem de semnificativ; cea mai mare valoare din Experimentul 3 indică faptul că are o importanță suplimentară dacă piesele sunt agățate de cârlige. Coeficienții legați de factorul trimestrial indică faptul că cele mai mari pierderi de greutate apar în trimestrele directe și că stocarea în stivă diminuează acest efect. Acest lucru corespunde din nou observațiilor lui Bailey (1971) și raportului mai mare dintre suprafață și volum al acestor trimestre. Camerele înghețate fără răcire prezintă pierderi mai mari în timpul depozitării, iar acest lucru este cel mai semnificativ în cazul depozitării suspendate. ”

Pierderile de greutate mai mici apar la depozitarea temperaturii mai mici, care este legată de diferența dintre presiunea vaporilor la suprafața cărnii și aerul înconjurător (Jasper și Placzek, 1978). În studiul efectelor interacțiunilor asupra pierderilor în greutate, utilizarea ambalajelor le diminuează în sferturi înainte și utilizarea acestuia are o importanță mai mare dacă timpul și temperatura de depozitare sunt mai mari și este mai semnificativ în camerele cu viteză mai mare a aerului și depozitare suspendată. ” (Bustabad, 1999)

„Rezultatele obținute în acest experiment pot fi comparate cu cele de Sheffer și Rutov (1970). Cele incluse în Tabelul 4 sunt mai mari. Dacă luăm rezultate din ambalarea polietilenei, valorile pierderilor ar fi mai apropiate de cele raportate în literatură. Într-adevăr, niciuna dintre aceste referințe nu specifică greutatea pieselor utilizate în experiment. ” (Bustabad, 1999)

Creșterea vitezei aerului cu 1m/s

„Experimentul 4, desfășurat într-o cameră cu o viteză de aer de 0,5 m/s și raportat în Tabelul 5 permite o comparație între pierderile în greutate obținute la 18 ° C. Efectul creșterii vitezei aerului se observă în creșterea pierderilor în greutate, ceea ce nu se observă la acele bucăți ambalate în polietilenă. ” (Bustabad, 1999)

Food Science Australia scrie că există o altă problemă cu viteza crescută a aerului. „Viteza mai mare a aerului permite răcirea mai rapidă, dar cerințele de putere ale ventilatorului cresc cu cubul vitezei aerului. În majoritatea situațiilor practice, creșterea vitezei aerului peste 1 m/s nu poate fi justificată de creșterea mică a ratei de răcire. ” (Food Science Australia)

O sugestie foarte bună cu privire la modul de gestionare a acestui lucru bazat pe modul în care are loc răcirea. „La început, pierderea de umiditate este cauzată de evaporarea apei lichide în timpul refrigerării. Apoi, pe măsură ce suprafața devine înghețată, pierderile în greutate se datorează sublimării gheții. În ambele etape, forțele motrice sunt diferențele de presiune a vaporilor și de temperatură între suprafața alimentelor și aerul în vrac. Pe măsură ce eșantionul se apropie de temperatura externă, forța motrice a temperaturii dispare, astfel încât rămâne doar diferența de presiune a vaporilor și rata de scădere în greutate scade. ” (Campanone et al, 2002) Răcirea inițială are loc datorită diferenței de temperatură dintre suprafața cărnii și temperatura aerului. Pe măsură ce temperatura suprafeței atinge temperatura aerului după 8 - 10 ore de răcire, rata de răcire devine mai dependentă de conductivitatea termică a cărnii și nu de rata de transfer de căldură de la suprafața cărnii în aer. Prin urmare, va avea sens că viteza aerului este acum redusă la sub 0,5 m/s după 8 - 10 ore de răcire a cărnii de vită. O astfel de reducere va avea un efect redus asupra ratei de răcire, dar va avea beneficii economice prin reducerea pierderii în greutate și a consumului de energie al ventilatorului. (Food Science Australia)

„Acest lucru este deosebit de important dacă încăperea trebuie să funcționeze și ca răcitor de depozitare în weekend sau pe perioade mai lungi.” (Food Science Australia)

Timp de depozitare și scădere în greutate

„În Tabelul 6, coeficienții de regresie pentru carnea de vită arată semnificația efectelor principale (timp, ambalare, temperatură, congelare răcită anterior sau fără răcire și tip de sfert) și sunt enumerate împreună cu interacțiunile lor în fiecare experiment. Sunt, de asemenea, enumerate constantele corespunzătoare ale ecuației de regresie, coeficienții lor de corelație și valoarea F din analiza de regresie. Rezultatele arată că cu cât timpul de depozitare este mai mare, cu atât pierderile datorate evaporării sunt mai mari. Acest efect are o influență mai mare în cazul în care camera are o viteză mai mare (Experimentul 4). ”(Bustabad, 1999)

Efect combinat de timp, ambalare, temperatură și înghețare fără răcire

„În studiul asupra cărnii de porc, principalele efecte luate în considerare au fost timpul, ambalarea, temperatura, înghețarea fără răcire și interacțiunile acestora. Rezultatele sunt raportate în Tabelul 7. Coeficienții de regresie pentru factori precum timpul, ambalarea și temperatura au fost foarte semnificativi. Cele mai mari perioade și temperaturile mai ridicate au cele mai mari pierderi de greutate. ” (Bustabad, 1999)

„Utilizarea ambalajelor diminuează pierderile. Cea mai mare valoare din Experimentul 1 este legată de condițiile de depozitare, temperaturile mai ridicate (13 ° C) și circulația forțată a aerului. Atunci când se compară cu coeficienții obținuți pentru carnea de vită, se poate observa că ambalarea este mai puțin importantă în cazul pierderilor în greutate de porc.

Coeficienții efectului de înghețare ne-răcită sau răcită anterior indică faptul că pierderile de greutate în timpul depozitării sunt mai mari pentru părțile ne-răcite. Cel mai important rezultat în studiul interacțiunilor a fost că utilizarea ambalajului este mai importantă dacă timpul și temperaturile de depozitare sunt mai mari. Adecvarea modelelor obținute este evidentă prin respectarea valorilor coeficienților de corelație multipli în fiecare caz și poate fi verificată și prin analiza reziduurilor. ” (Bustabad, 1999)

Umiditate relativă

Recent au apărut mulți furnizori de echipamente care oferă soluții bazate pe impactul umidității relative asupra pierderii în greutate la răcitoarele de carcasă. „Umiditatea relativă (HR) are un efect mai mare asupra pierderii în greutate decât temperatura aerului sau viteza aerului. Lucrările experimentale au demonstrat că scăderea umidității de la 95% la 80% a crescut pierderea în greutate pentru părțile de carne de vită cu aproape 0,5% pe o perioadă de 18 ore. Prin urmare, pentru răcirea carcasei, scopul ar trebui să fie menținerea umidității cât mai ridicată posibil (peste 90%) pe tot parcursul ciclului de răcire, în special dacă carcasele sunt ținute pe perioade prelungite.

Cauza RH scăzută la un răcitor este de obicei legată de designul original al instalației și de modul în care este operat. Dacă evaporatorul este subdimensionat, poate fi necesar să se utilizeze o temperatură de evaporare scăzută pentru a atinge rata dorită de eliminare a căldurii. Acest lucru va crea o diferență mare între temperatura bobinei evaporatorului și temperatura aerului. Cu cât diferența de temperatură este mai mare, cu atât mai multă umiditate va fi extrasă din aer sub formă de condens pe bobină. Evaporatoarele subdimensionate sunt de obicei rezultatul încercărilor de a minimiza costurile de capital în construcția originală a răcitorului.

Proiectarea și suprafața evaporatorului cu bobină cu aripioare vor avea o influență majoră asupra RH a răcitorului și, ca urmare, asupra pierderii în greutate prin evaporare. Proiectarea bobinei cu aripioare este un subiect complex, cu factori precum diametrul și configurația tubului, adâncimea bobinei, suprafața, traseul de curgere a agentului frigorific, distanțarea aripioarelor, toate având un anumit efect asupra performanței. Combinația dintre adâncimea bobinei și zona feței este una dintre cele mai importante considerații. O bobină superficială cu o suprafață adecvată va oferi cele mai bune performanțe în ceea ce privește minimizarea pierderii în greutate.

Cele mai bune rezultate se obțin cu răcitoarele concepute pentru o diferență de 3,0 până la 3,5 ° C între temperatura de evaporare a agentului frigorific și temperatura de intrare a aerului și o reducere a temperaturii aerului prin bobina de 0,5 până la 0,8 ° C.

Sarcina de căldură din cameră va fi mult mai mare la începutul ciclului de răcire. Sarcina maximă poate fi de peste trei ori sarcina medie de căldură; prin urmare, în ultima parte a ciclului de răcire, evaporatoarele vor fi supradimensionate. Este util atunci să aveți facilitatea de a modula temperatura de aspirație a agentului frigorific prin controlul contrapresiunii, astfel încât răcitorul de aer să funcționeze la cea mai înaltă temperatură posibilă de aspirație pentru sarcină. Acest lucru va reduce la minimum diferența de temperatură dintre bobină și aer, rezultând cea mai mare HR.

Spray Chilling

„Răcirea prin pulverizare a fețelor de carne de vită este folosită pe scară largă în Statele Unite și în unele plante australiene. Un obiectiv major este reducerea pierderii în greutate prin evaporare. O varietate de regimuri de pulverizare a fost utilizată cu perioade mai lungi de pulverizare, rezultând o scădere mai mică în greutate. Reglementările australiene impun ca nicio carcasă să nu se fi îngrășat după răcire. Răcirea prin pulverizare pentru primele 6 până la 10 ore ale unui ciclu de răcire de 20 de ore va avea ca rezultat o pierdere medie în greutate a carcasei de 0,2 până la 0,4%, fără ca părțile să câștige în greutate.

Au fost raportate rate de răcire puțin mai rapide cu răcirea prin pulverizare pentru suprafață și secțiunile mai subțiri ale carcaselor de carne de vită în comparație cu răcirea convențională. Cercetătorii raportează că părțile ținute încă șase zile după răcirea peste noapte au pierdut în greutate (3,2%), comparativ cu răcirea convențională (4,2%). Cercetările indică, de asemenea, că nu există nicio diferență semnificativă între răcirea convențională și cea prin pulverizare în cantitatea de plâns din pungile de vid și pierderile în timpul afișării cu amănuntul și gătit. (Food Science Australia)

Medii de utilizat în planificare

Este bine de știut ce efecte are pierderea în greutate și o scădere a calității cărnii. Mulți dintre factorii pe care îi controlăm, dar asupra multor factori, vom avea puțin control. Care sunt unele medii pe care le putem folosi în planificarea noastră sau ca ghid general?

Iată un tabel foarte util din Food Science Australia, care raportează cifrele din SUA.

Evaluarea senzorială

„Rezultatele evaluării senzoriale nu indică pierderi de calitate care ar putea fi detectate organoleptic. Mai mult, ranciditatea nu a fost găsită în niciun caz și nu au existat diferențe semnificative între diferitele condiții de depozitare în ceea ce privește culoarea, aroma și mirosul.

Atunci când se compară rezistența dintre carnea ne-răcită și cea congelată anterior, cea mai dură a fost carnea de vită congelată ne-răcită. Acest lucru poate fi explicat de fenomenul cunoscut sub numele de scurtare la rece (Taylor, Chrystall & Rhodes, 1972; Calvello, 1981; Mackie, 1993). În cazul cărnii de porc, acest fenomen nu a fost înregistrat din cauza scăderii rapide a pH-ului după sacrificare comparativ cu carnea de vită (Bendall, 1972).

Au fost comparate diferite temperaturi de depozitare, utilizarea sau nu a ambalajului și a cărnii neînfrăcite sau pre-refrigerate. Nu au existat diferențe semnificative între diferite condiții de depozitare în ceea ce privește culoarea, gustul și codorul în niciun experiment.

Mai mult, ranciditatea nu s-a dovedit a fi semnificativă în niciun caz, deși se știe că una dintre modificările fundamentale ale cărnii depozitate la temperaturi sub punctul de îngheț este rânzirea și este mai frecventă în carnea de porc datorită susceptibilității mai mari a uleiurilor lor.

Atunci când se compară rezistența dintre carnea ne-răcită și carnea congelată anterior, s-a putut observa pentru carnea de vită din Experimentul 1 că în a doua lună 14 judecători au găsit rezistență la carnea congelată fără răcire anterioară. Cu toate acestea, acest lucru nu a fost semnificativ, deoarece sunt necesare minimum 18 scoruri concurente pentru semnificație.

Judecătorii au preferat rezistența cărnii congelate răcite anterior la 2 și 4 luni de depozitare. După 6 luni, 19 judecători au detectat rezistența la carnea congelată ne-refrigerată, acest rezultat fiind semnificativ. La fel, în Experimentul 3, în al 4-lea Test, rezultatele comparării durității au fost următoarele: 19 din cei 20 de judecători au detectat cea mai mare rezistență la congelarea cărnii ne-refrigerate.

Rezultatele acestei analize senzoriale pot fi explicate prin fenomenul cunoscut sub denumirea de scurtare la rece (Taylor și colab., 1972; Calvello, 1981; Mackie, 1993; Bailey, 1976) limitând astfel utilizarea scăderii rapide a temperaturii pentru a minimiza pierderea în greutate. Aceste rezultate au indicat faptul că condițiile pentru a se produce acest fenomen erau prezente. Pentru a evita scurtarea la rece, carnea nu trebuie să atingă 10 ° C înainte ca pH-ul să scadă la 6,2, după sacrificare. ” (Bustabad, 1999)

Van der Wal și colab. (1995) au raportat că „pierderile în greutatea carcasei, la 24 de ore după răcirea convențională și forțată la -5 ° C, au fost de aproximativ 2%. După răcirea rapidă „ultra” (-30 ° C) pierderile au fost reduse la 1,3% când viteza aerului a fost crescută la 4 m/s. Calitatea cărnii a mușchiului longissimus lumborum nu a fost afectată semnificativ de diferitele regimuri de răcire, cu excepția variabilelor legate de sensibilitate. Forțele de forfecare Warner-Bratzler au fost mai mari (P înfășurându-l în pungi de polietilenă (se recomandă pungi cu grosimea mai mică de 0,05 mm). Pungile prea groase vor afecta negativ rata de înghețare.

  • Temperatura aerului,
  • Viteza aerului, crește rata de răcire
  • Umiditate relativă,
  • Greutatea carcasei
  • Carne răcită anterior
  • Umiditate relativă

    • greutate

    Food Science Australia oferă următoarele sugestii practice.

      Se răcește cât mai repede posibil în primele câteva ore folosind temperatura aerului scăzută (

    0ºC) și viteză mare (aprox. 1 m/s);

  • Reduceți viteza aerului sub 0,5 m/s după 8-10 ore pentru carnea de vită;
  • Instalați bobine de evaporare cu suprafață adecvată și adâncime mică;
  • Utilizați controlul de contracopere modulant pentru a vă asigura că bobina este la cea mai înaltă temperatură posibilă pentru sarcina curentă.

    • Lectură recomandată

    Referințe

    Bustabad, O. M . 1999. Pierderea în greutate în timpul congelării și depozitării cărnii congelate, Departamentul de Inginerie Chimică, Școala de Inginerie Chimică, Institutul Politehnic Superior „Jose Antonio Echevarria”, Havana, Cuba, Primit la 3 noiembrie 1997; acceptat la 16 martie 1999. Journal of Food Engineering 41 (1999) 1-11 Elsevier.

    Campanone, L. A., Roche, L. A., Salvadori, V. O., Mascheroni, R. H . 2002. Monitorizarea pierderilor în greutate în produsele din carne în timpul congelării și depozitării congelate. Food Sci Tech Int 2002; 8 (4): 229–238, Sage Publications, ISSN: 1082-0132, DOI: 10.1106/108201302028555

    Food Science Australia. Pierderi de greutate prin evaporare în timpul prelucrării. Actualizarea tehnologiei cărnii 3

    Van der Wal, P. G., Engel, B., Van Beek, T. A., Weerkamp, ​​C. H . Carcase de porc refrigerante: Efecte asupra temperaturii, pierderii în greutate și calității finale a cărnii. Decembrie 1995. Meat Science 40 (2): 193-202 DOI: 10.1016/0309-1740 (94) 00029-7 Sursa: PubMed