FLANDERS' FOOD RADAR

Nieuwe koelingsconcepten streven naar het perfecte stukje varkensvlees

Onderzoekers werken aan nieuwe karkaskoelingsconcepten die het mogelijk maken om beter in te spelen op de verschillende biochemische processen die een belangrijke rol spelen in de transformatie van spier tot vlees na de slacht. Ze leveren het perfecte varkensvlees, gecombineerd met minimale koelverliezen en met behoud van microbiële veiligheid.

Slachthuizen en versnijderijen hebben een hele kluif aan het afleveren van het perfecte stukje varkensvlees.  Ze moeten immers streven naar minimaal koelverlies, minimaal dripverlies, een mooi rode vleeskleur, optimale vleessappigheid en –malsheid en dat valt niet eenvoudig met elkaar te verzoenen.  De uitdaging ligt voor een groot deel in het beheersen van twee verschillende biochemische processen die een belangrijke rol spelen in de transformatie van spier tot vlees na de slacht: enerzijds de postmortale glycolyse en anderzijds proteïnedegradatie.  Algemeen gezien kan men stellen dat postmortale glycolyse de pH en kleur van het vlees zal bepalen, terwijl proteïnedegradatie zorgt voor de malsheid van het vlees. 

De meest voorkomende kwaliteitsafwijking vindt zijn oorsprong in een versnelde postmortale glycolyse, wat resulteert in zogenaamd PSE vlees.  Dit leidt tot klachten op de markt van vers vlees, evenals bij vleesverwerkers die producten zoals hoogkwalitatieve kookham en drooggezouten rauwe ham maken.  De oorzaak van een versnelde postmortale glycolyse kan in verband gebracht worden met zowel dier tot dier variatie (o.a. hun genetisch aanleg) als met niet-optimale pre-slachtomstandigheden (stress) en, last but not least, met onvoldoend performante karkaskoeling. 


PSE vlees 

Wat?

PSE vlees, voluit ‘Pale, Soft, Exudative meat’, is vlees met afwijkende kleur, textuur en waterhoudend vermogen.  Deze kwaliteitsafwijking is het gevolg van een te snelle pH daling in de spieren in combinatie met een te trage karkasafkoeling in de eerste uren na de slacht. 

Oorzaak?

Een pH daling is typisch voor het postmortaal spiermetabolisme waarbij glycogeen afgebroken wordt en de glycolyse gevolgd wordt door een anaëroob proces waarbij melkzuur gevormd wordt.  Onder normale slachtomstandigheden duurt dit proces enkele uren waarbij de pH daalt tot een eindwaarde van 5.8 of lager (tot 5.3).  Wanneer varkens echter gestresseerd worden voor het slachten, wordt de eind pH reeds 40 minuten post mortem bereikt.  De lage vlees pH (door het gevormde melkzuur) zorgt in een warm karkas voor verhoogde proteïnedenaturatie, wat op zijn beurt leidt tot een blekere vleeskleur, een verminderd vochthoudend vermogen en een lossere vleesstructuur. 

Remedie?

Enerzijds is het belangrijk om aandacht te besteden aan de pre-slachtomstandigheden.  In het verleden zijn inspanningen geleverd om de genetisch bepaalde stressgevoeligheid bij varkens te elimineren. Vandaag wordt meer en meer aandacht besteed aan het beperken van stresserende situaties voor de slacht.  Zo heeft onderzoek (Vermeulen et al., 2013) uitgewezen dat de varkens best één tot twee uur rust gegund wordt na het lossen en dat geluidsniveaus in de wachtruimte en vlak voor de verdoving, respectievelijk onder de 80dB(A) en 90 dB(A) dienen te blijven. 

Anderzijds is het belangrijk om de karkaskoeling te optimaliseren. 

 

Het effect van karkaskoeling 

De snelheid van koeling heeft een belangrijke impact op koelverliezen, vleeskwaliteit, houdbaarheid en microbiologische veiligheid.  In de huidige slachtpraktijk gebeurt de karkaskoeling met lucht die langs de karkassen wordt geblazen.  De afkoeling berust hierbij op het fysisch principe van ‘convectief’ warmteverlies aan het karkasoppervlak, gecombineerd met het koelingseffect door het verdampen van vocht aan het karkasoppervlak.  Traditionele, trage batch koelsystemen werken met lage luchtsnelheden en luchttemperaturen boven 0°C.  Bij snelkoelsystemen worden hoge luchtsnelheden en luchttemperaturen onder 0°C toegepast in snelkoeltunnels (Kristensen, 2013). 

Een vergelijkende studie van het Danish Meat Research Institute (DMRI) toonde aan dat trage batch koeling een positief effect had op de malsheid van varkensvlees en een eerder negatief effect had op de vleeskleur (bleker vlees door hogere proteïnedenaturatie). Een belangrijk voordeel van snelkoeling is dat het koelverliezen minimaliseert, maar DMRI stelde ook positieve effecten vast naar vleeskwaliteit toe.  Zo had snelkoeling een positief effect op de vleeskleur en was ook beter in staat om PSE-eigenschappen in vlees te voorkomen.  Op het vlak van dripverliezen was de situatie minder duidelijk.  Snelkoeling resulteert doorgaans in minder dripverlies, maar de DMRI studie stelde vast dat erg trage koeling dripverlies net verder deed reduceren.  Dit werd verklaard doordat sterke proteïnedegradatie het waterhoudend vermogen verhoogt.   

Nieuwe koelingsconcepten 

Slachthuizen opteren zelden voor een uitgesproken trage koeling of snelkoeling, maar sluiten voor hun koelproces een compromis dat resulteert in eerder lage koelverliezen, lage PSE risico’s zonder dat het belangrijke negatieve  effecten op het vlak van vleeskwaliteit en dripverliezen geeft.  Om het beste van deze twee werelden te combineren werkte DMRI het concept van de stapsgewijze koeling uit (Kristensen, 2013).   

In het eerste deel van dit koelingsconcept opteert men voor een zo snel mogelijke afkoeling (Figuur 1), met als doel:

  • koelverliezen te reduceren
  • de snelheid van glycolyse af te remmen om dripverliezen te beperken en PSE effecten te verhinderen

Vervolgens, wanneer de kerntemperatuur van het karkas (in de diepere spieren) 15°C bereikt, wordt het karkas gedurende 6 uur op een constante temperatuur (10°C) ‘getemperd’ in een koelkamer  (Figuur 1).  Dit, met het oog op:

  • het stimuleren van proteïnedegradatie, wat resulteert in een vermalsing van het vlees en het minimaliseren van dripverliezen

Daarna wordt het snelkoelproces terug hervat tot de eindtemperatuur wordt bereikt. 


Figuur 1  Het principe van stapsgewijze koeling (QCT = Quick Chill Tunnel [bron: Kristensen, 2013 - New Food magazine 16 (2)] 

Experimenten bleken de verondersteld positieve effecten te bevestigen.  Bovendien werd vastgesteld dat het invoegen van een tempering, ondanks de wat hogere temperatuur (10°C), geen aanleiding gaf tot extra microbiële groei. Dit werd verklaard door het feit dat de snelkoelingstap het oppervlak reeds snel deed uitdrogen. 

Het DMRI werkt nog aan een andere uitdaging, zoals het combineren van een efficiëntere koeling met een minder energieverbruik.  Meer bepaald wordt in het nieuwe concept warmte van het karkas afgevoerd door het karkas rechtstreeks in contact te brengen met een omhulsel (‘PAD’) dat het karkas helemaal omsluit en waarin een koelvloeistof circuleert.  Warmte wordt zo erg efficiënt afgevoerd via het fysisch principe van ‘conductie’.  Er wordt voorspeld dat het karkaskoelingsproces zo tot 30% sneller zou kunnen verlopen, terwijl het energieverbruik slechts 50% zou bedragen van die van een snelkoeltunnel. 

Voorlopig werd ‘PAD chilling’ enkel nog maar uitgetest op deelstukken, maar DMRI werkte het futuristisch concept reeds schematisch uit voor toepassing op hele karkassen (Figuur 2). 


Figuur 2  Het principe van PAD koeling [bron: Kristensen, 2013 - New Food magazine 16 (2)] 

Bronnen

  • Vermeulen L., Van de Perre V., Permentier L., De Bie S., Verbeke G., Geers R.  (2013) Kwaliteit van vers varkensvlees in relatie tot de pre-slachtomstandigheden. Bio-ingenieurs, 16e jaargang, nr. 3, p.11-13. 
  • Kristensen L. (2013) Pork quality and carcass chilling.  New Food magazine, 16, issue 2, p. 15-18.   

Nuttige links

Nuttige links