ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH ĐẾN ĐẶC ĐIỂM NGON MIỆNG VÀ ĐỘ AN TOÀN CỦA THỊT BÒ

TÓM TẮT

Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá ảnh hưởng của quá trình làm lạnh đến đặc điểm ngon miệng và độ an toàn của thịt bò. Các phương pháp làm lạnh khác nhau thể hiện những ưu, nhược điểm khác nhau đối với đặc điểm ngon miệng đặc biệt là độ mềm. Đối với làm lạnh chậm và làm lạnh nhiều bước là phương pháp thích hợp hơn, trong khi làm lạnh phun sương không thấy sự cải thiện độ mềm so với làm lạnh thông thường. Làm lạnh nhanh cải thiện độ mềm so với làm lạnh thông thường, nhưng hầu hết làm lạnh nhanh không cho thấy tác dụng giảm lạnh. Sự gia tăng nhẹ độ dai do làm lạnh nhanh có thể được giảm bớt bằng cách áp dụng kích thích điện hoặc giảm nhiệt độ rất nhanh sau khi giết mổ. Đối với chất lượng vi sinh, làm lạnh nhanh cho thấy hiệu quả tốt để giảm vi khuẩn trên bề mặt thân thịt, sau đó làm lạnh nhiều bước. Làm lạnh chậm và phun sương được dự đoán sẽ thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn, tuy nhiên, rất ít nghiên cứu thực sự cho thấy tác động tiêu cực đến việc nhiễm khuẩn từ cả hai chế độ làm lạnh. Thiệt hại về kinh tế đối với việc giảm trọng lượng thân thịt làm lạnh giảm đáng kể do làm lạnh phun sương và giảm nhẹ khi làm lạnh nhanh, trong khi làm lạnh nhiều bước cũng cho thấy một số hiệu quả tích cực hơn. Nhìn chung, chế độ làm lạnh được áp dụng trong ngành chăn nuôi bò thịt không phải là phương pháp duy nhất. Vì bên cạnh đó chế độ làm lạnh sử dụng ba lần nhiệt độ giảm dần, chế độ này có thể được coi là một loại của chế độ làm lạnh chậm, với mục đích duy trì chất lượng thịt tốt. Thêm vào đó, việc áp dụng phương pháp làm lạnh phun sương trong lò mổ bò sẽ giảm việc mất trọng lượng.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong lịch sử, bò thường được giết thịt vào mùa đông khi thời tiết lạnh giá. Sau khi xuất hiện thiết bị làm lạnh, việc làm lạnh có thể được thực hiện quanh năm. Sự phát triển của hệ thống dây chuyền lạnh cho phép vận chuyển thịt đường dài. Thời điểm mà quy trình làm lạnh lần đầu tiên được áp dụng cho các lò giết mổ không được ghi lại, nhưng vào năm 1882, người ta đã chỉ ra rằng thịt đông lạnh có thể được vận chuyển liên lục địa (Williscroft, 2007). Sau đó, để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về thịt trên toàn cầu, phương pháp đông lạnh nhanh hơn đã được giới thiệu ở các quốc gia xuất khẩu thịt, cho phép đông lạnh các cơ sâu trong vòng 8 đến 10 giờ. Quy trình làm lạnh không chỉ phải xem xét đến độ an toàn và thời hạn sử dụng của thịt, mà còn cả tác động đến các đặc điểm ngon miệng. Về mặt an toàn thực phẩm, làm lạnh thân thịt ban đầu là bước quan trọng nhất trong quy trình dây truyền lạnh để bảo quản thịt. Khi giết mổ, nhiệt độ của thân thịt vào khoảng 40^oC, đây là môi trường thuận lợi cho hầu hết các vi khuẩn gây bệnh và gây hư hỏng thịt. Do đó, việc làm lạnh nhanh thân thịt ức chế sự phát triển của vi khuẩn là một điểm kiểm soát mối nguy quan trọng đối với lò mổ.

Xét đến các tác động đến chất lượng thịt, quy trình cấp đông sâu trước khi bắt đầu làm lạnh gần như bị bỏ qua, do sản xuất thịt rất dai do myofibrils bị rút ngắn bất thường. Kết quả là, làm lạnh chậm đã được khám phá trong nhiều nghiên cứu tạo ra thịt bò chất lượng tốt. Các phương pháp tiếp cận như vậy cho phép thân thịt đi vào chế độ mát ở nhiệt độ cao hơn, chẳng hạn như 12-35^oC theo định nghĩa của tiêu chuẩn Úc hoặc 14-19^oC.

Một số quốc gia đề nghị rằng thân thịt cần được làm lạnh ở 0-4^oC trong 24 hoặc 48 giờ sau khi giết mổ. Châu Âu, Canada quy định rằng nhiệt độ bên trong của thân thịt cần ở dưới 7^oC trước khi thân thịt được pha lóc và cắt khúc. Trong một số nghiên cứu, người ta báo cáo rằng thời gian cần thiết để đạt được nhiệt độ này đối với thân thịt bò, cừu, lợn ít nhất là 24, 16 và 10 giờ.

Giảm khối lượng là một trong những tổn thất kinh tế lớn trong quá trình ướp lạnh. Làm lạnh nhanh hoặc làm lạnh chậm dẫn đến giảm cân nhiều hơn so với các phương pháp làm lạnh khác; trong khi làm lạnh nhanh có thể giảm thời gian làm lạnh và giảm trọng lượng thông qua việc hình thành một lớp đá trên bề mặt thân thịt; trong khi làm làm lạnh dạng phun sương giúp giảm cân ít nhất trong toàn bộ thời gian.

Nhìn chung, quy trình làm lạnh đã được sử dụng rộng rãi trong các lò mổ bò kể từ khi hệ thống lạnh phát triển. Các tiêu chí chính khi áp dụng chế độ làm lạnh không chỉ là các quy định phải đáp ứng, mà còn là các mối quan tâm về kinh tế, và các yêu cầu về an toàn và đảm bảo chất lượng thịt. Cho đến nay, nhiều chế độ làm lạnh đã được thiết kế dựa trên các biến thể. Người ta đã tóm tắt các đặc điểm làm lạnh chậm, phun sương, làm lạnh nhiều bước, và làm lạnh nhanh. Liên quan đến vấn đề này, trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu hơn về từng phương pháp làm lạnh (truyền thống, chậm, rất nhanh, cực nhanh và phun sương) đã được tiến hành, bao gồm các phương pháp làm lạnh mới như nhiều bước lạnh.

Nguyên tắc của các chế độ làm lạnh này là: 1) đáp ứng các quy định; 2) giảm sự giảm khối lượng thân thịt; 3) đảm bảo các yêu cầu về an toàn/vệ sinh đối với thịt (chẳng hạn như ô nhiễm vi khuẩn) và 4) đảm bảo chất lượng thịt.

PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH CHO THỊT ĐỎ

Hầu hết các quy trình làm lạnh được áp dụng trong vòng 24 giờ đầu tiên sau khi giết mổ. Các phương pháp thường được áp dụng là: làm lạnh chậm, làm lạnh nhanh, làm lạnh phun sương và làm lạnh nhiều bước.

2.1. Làm lạnh chậm/làm lạnh truyền thống

Phương pháp làm lạnh chậm được coi là phương pháp làm lạnh truyền thống. Làm lạnh thường được thực hiện bằng cách luân chuyển không khí qua bộ phận làm mát cưỡng bức và sau đó qua thân thịt trong phòng làm lạnh. Các chế độ kiểm soát, đại diện cho các quy trình làm lạnh thường được sử dụng trong lò mổ. Nhiệt độ 0-4^oC được áp dụng rất phổ biến trong các lò mổ thịt bò, thịt cừu hoặc các loài động vật khác. Chế độ làm lạnh truyền thống được phát triển dựa trên “quy tắc ngón tay cái 10/10” rằng cơ không được làm lạnh dưới 10^oC trong vòng 10 giờ sau khi giết mổ, để tránh “quá lạnh” và kết quả là thịt rất dai. Để giảm hơn nữa mức độ “thiếu lạnh” trong quá trình làm lạnh, một phương pháp làm lạnh chậm đã được thiết kế, được định nghĩa là quá trình giữ thân thịt ra khỏi phòng làm lạnh trong một khoảng thời gian để trì hoãn việc bắt đầu quá trình làm lạnh hoặc giữ thân thịt ở điều kiện nhiệt độ cao, chẳng hạn như 10-16^oC trong 3-12 giờ, hoặc ở mức tương đối thấp hơn, nhưng vẫn cao hơn, so với nhiệt độ làm lạnh thông thường (5-6^oC) trong 24 giờ.

2.2. Làm lạnh nhanh

Như đã trình bày trên đây làm lạnh chậm được coi là một trong những phương pháp làm lạnh truyền thống, thì làm lạnh nhanh là một quy trình làm lạnh không điển hình, do nó sai lệch so với “quy tắc ngón tay cái 10/10”. Thông thường, làm lạnh nhanh – làm lạnh rất nhanh được định nghĩa là một quy trình làm lạnh trong đó cơ được làm lạnh đến -1^oC trước 5 giờ sau khi giết mổ. Một số nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của việc làm lạnh rất nhanh đến chất lượng thịt và các đặc điểm an toàn của thịt bò và thịt cừu. Hầu hết các nghiên cứu đều tuân theo nguyên tắc -1^oC trước 5 giờ sau khi giết mổ, chẳng hạn như làm lạnh thăn bò ở -20^oC để nhiệt độ đạt -1,5^oC trong vòng 1,5 giờ, hoặc cho phép thăn bò được làm lạnh ở -20^oC đến 0^oC sau 2 giờ giết mổ. Một số quy trình làm lạnh rất nhanh đã được nghiên cứu, trong khi cơ thịt bò được giữ ở -30 đến -40^oC cho đến khi nhiệt độ lõi đạt -1^oC ở 3,5 giờ sau khi giết mổ, hoặc làm lạnh bằng sốc, nơi các mặt của thân thịt ướp lạnh ở -3 đến -5^oC cho đến khi đạt tới điểm đóng băng bề mặt thân thịt (Banach và ctv, 2018); hoặc làm lạnh bằng đông lạnh, trong đó thân thịt bò được giữ ở -70^oC trong vòng 5 giờ và sau đó thân thịt đạt -2-0^oC sau 5 giờ giết mổ.

2.3. Làm lạnh phun sương

Làm lạnh phun sương là một quy trình phun gián đoạn lên thân thịt nóng hoặc các mặt thân thịt bằng nước hoặc các dung dịch được phép khác trong giai đoạn đầu của quá trình làm lạnh. Làm lạnh phun sương thường được áp dụng theo chu trình tự động, với chất lỏng được dẫn bằng ống PVC, với các đầu phun sprinkler được bố trí song song với đường ray của giàn làm lạnh. Làm lạnh dạng phun sương chủ yếu sử dụng để giảm việc giảm trọng lượng trong quá trình làm lạnh. Hiện nay, quy trình làm lạnh phun sương được sử dụng ở một số quốc gia. Yếu tố được xem xét để tối ưu hóa hệ thống làm lạnh phun sương gồm: loại thân thịt mục tiêu, số lượng thân thịt, khoảng cách giữa các lần phun, thời gian phun, số lần phun mỗi chu kỳ, nhiệt độ làm lạnh, cài đặt tốc độ quạt và thời gian kể từ lần phun cuối cùng đến điểm cân/phân đoạn (thời gian khô).

Một nghiên cứu gần đây đã báo cáo về một hệ thống làm lạnh phun sương tự động được sử dụng ở Hoa Kỳ, dựa trên sáu chu kỳ ngắt quãng 60 giây/giờ, với các vòi phun được đặt giữa các mặt phun nước 4±1^oC, dưới nhiệt độ 2±1^oC (de Mello và ctv, 2017). Tất cả các quy trình làm lạnh phun sương này đã được báo cáo là giảm sự mất trọng lượng trong quá trình làm lạnh.

2.4. Làm lạnh nhiều bước

Làm lạnh nhiều bước có thể được định nghĩa là một quy trình theo đó thân thịt được làm lạnh trong các giai đoạn khác nhau (luôn nhiều hơn hai giai đoạn) ở các nhiệt độ làm lạnh khác nhau. Nghiên cứu ban đầu về làm lạnh nhiều bước thường được báo cáo là làm lạnh rất nhanh, vì nhiệt độ của thăn nội của thân thịt bò lúc 5 giờ sau giết mổ là -2 đến 0^oC bằng cách áp dụng điều kiện làm lạnh -70^oC, tuy nhiên, sau 5 giờ những thân thịt này được làm lạnh ở 16^oC trong 4 giờ, sau đó được giữ 1^oC trong 24 giờ. Các chế độ làm lạnh nhiều bước khác chủ yếu dựa trên nguyên tắc đầu tiên làm lạnh thân thịt nhanh chóng cho đến khi đạt nhiệt độ lý tưởng của thân thịt trong khoảng 10-20^oC, sau đó nhiệt độ được duy trì ở mức cao hơn so với làm lạnh thông thường cho đến khi thân thịt lạnh hoàn toàn. Làm lạnh nhiều bước đã được áp dụng trong ngành chăn nuôi lợn. Kiểu làm lạnh này có thể cải thiện đặc điểm ngon miệng của thịt bò, thịt cừu và thịt lợn, và không làm tăng tỷ lệ tái, mềm, nhũn (PSE) (Rosenvold và Borup, 2011).

2.5. Làm lạnh siêu lạnh

Khái niệm “superchilling” đã được nghiên cứu trong một thập kỷ qua (Xiong, 2017), mặc dù cách tiếp cận này đã được áp dụng trước đó. Siêu lạnh cũng được mô tả là “đóng băng một phần” hoặc “làm lạnh sâu” và có nhiều định nghĩa khác nhau bởi Kaale và Eikevik (2013) chi ra siêu lạnh thành hai giai đoạn: 1) làm lạnh sản phẩm đến điểm đóng băng ban đầu và 2) giữ đông lạnh 5-30% nước, giúp loại bỏ nhiệt tiềm ẩn của sự kết tinh. Thông thường, nhiệt độ thấp hơn điểm đóng băng ban đầu của sản phẩm 1-2^oC (Kaale và ctv, 2011). Cá hoặc thịt gia cầm làm lạnh kiểu này và thời gian lạnh khá ngắn: -20^oC trong 4,2 phút/-30^oC trong 2,1 phút đối với phile cá hồi (Kaale và ctv, 2013).

Trong trường hợp này, siêu lạnh có thể được coi là một kiểu làm lạnh nhanh, và rất giống với chế độ làm lạnh rất nhanh được áp dụng cho thân thịt bò. Bảo quản siêu lạnh (từ -1 đến -1,5^oC) luôn được tích hợp vào dự trữ. Làm siêu lạnh có thểm giảm nhiệt độ bảo quản thực phẩm xuống dưới điểm đóng băng 1-2^oC. Các cơ chế bảo quản cơ bản và tiềm năng ứng dụng công nghệ này trong ngành đối với thực phẩm cơ (chủ yếu là thủy sản) (Banerjee và Maheswarappa, 2019).

Trong ngành công nghiệp thịt đỏ, siêu lạnh hiếm khi được nghiên cứu, chỉ có một số nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của điều kiện siêu lạnh (-0,3 đến -4^oC) đến chất lượng thịt bò và thịt cừu. Với công nghệ này, hầu hết hoạt động của vi sinh vật bị ức chế, do đó, nó có thể kéo dài thời hạn sử dụng các sản phẩm thực phẩm lên đến bốn lần, so với việc bảo quản lạnh thông thường (0-4^oC) (Magnussen và ctv, 2008). Bảo quản thăn bò đóng gói hút chân không ở -0,5^oC có thể kéo dài hạn sử dụng lên 26 tuần mà thịt bò vẫn chấp nhận được về mặt cảm quan (Small và ctv, 2012). Bảo quản siêu lạnh đã cải thiện giá trị màu sắc của thịt bò và do đó hình thức bán lẻ, khi các cơ thịt bò longissimus lumborum đóng gói hút chân không được bảo quản ở -1,5^oC trong 17 tuần và trưng bày 30 giờ. Thịt thăn bò ít bị mất nước hơn khi nhiệt độ lão hóa được đặt ở -1,5^oC so với 3^oC (Choe và ctv, 2016). Tuy nhiên, nhiệt độ siêu lạnh không phải lúc nào cũng có tác động tích cực đến độ mềm, nơi thăn bò không đạt giá trị lý tưởng cho lực cắt khi giữ ở -1 đến -4^oC tương ứng lên đến 12 tuần.

ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH ĐẾN HAO HỤT KHỐI LƯỢNG THỊT

Hao hụt khối lượng trong quá trình làm lạnh ảnh hưởng rất lớn đến kinh tế đối với ngành công nghiệp thịt đỏ. Một số nghiên cứu liên quan báo cáo rằng giảm cân ít hơn đáng kể so với làm lạnh thông thường (4^oC, 0,2m/s) khi thân thịt cừu được làm lạnh ở -20^oC (1,5 m/s) trong 3,5 giờ (làm lạnh cực nhanh). Khi điều kiện làm lạnh được đặt ở -4^oC hoặc -10^oC, không có sự khác biệt trong việc giảm trọng lượng thân thịt. Các nghiên cứu về thịt cừu non ở điều kiện siêu lạnh -20^oC (2m/s trong 3,5 giờ) (Fernandez và Vieira, 2012), thân thịt lợn ở -25^oC (2,5m/s) trong 1 giờ (Juarez và ctv, 2009) hoặc -31^oC (5m/s) trong 3 giờ (Tomovic và ctv, 2008), tất cả đều cho thấy giảm khối lượng thân thịt giảm so với làm lạnh thông thường.

Hầu hết các nghiên cứu về làm lạnh nhanh đều được thực hiện trên thân thịt gia súc nhỏ, vì nhiệt độ làm lạnh nhanh rất thấp thể hiện một khoản chi phí điện lớn để trang trải. Nhìn chung, tác động của làm lanh nhanh đối với việc giảm cân dường như tăng lên khi nhiệt độ làm lạnh giảm, và một số ý kiến cho rằng nhiệt độ làm lạnh nên ở trên -25^oC, để tránh tốn thêm chi phí cần thiết cho giảm nhiệt độ. Nhiệt độ làm lạnh dưới -10^oC và trên -25^oC sẽ làm giảm trọng lượng, đặc biệt là đối với thân thịt động vật nhỏ. Tuy nhiên, khi so sánh hiệu quả của việc giảm cân bằng phương pháp làm lạnh nhanh với phương pháp làm lạnh dạng phun sương, có vẻ như giảm thiểu bằng phương pháp làm lạnh nhanh vì phương pháp làm lạnh này không thể đạt được mức giảm cân gần như bằng không, trong khi phương pháp làm lạnh dạng phun có thể giảm cân “trừ” (tăng khối lượng thân thịt) trong điều kiện tối ưu. Tuy nhiên, ưu điểm của quy trình làm lạnh nhanh là ức chiế vi khuẩn, so với làm lạnh phun sương.

3.1. Làm lạnh phun sương

Đối với phương pháp làm lạnh thông thường, hơi ẩm từ bề mặt thân thịt là một hàm của chênh lệch áp suất hơi giữa bề mặt thân thịt và không khí làm mát. Khi bắt đầu làm lạnh, sự bay hơi tối đa xảy ra khi không khí lạnh luân chuyển (thường từ 0-4^oC) đi qua thân thịt nóng (lên đến 40^oC). Khi độ ẩm bề mặt bay hơi và tiếp tục làm lạnh, độ ẩm được hút lên bề mặt từ các mô thịt sâu hơn dẫn đến giảm khối lượng trong quá trình làm lạnh. Làm lạnh dạng phun sương sử dụng phun nước hoặc dung dịch khác để giảm áp xuất hơi giữa thân thịt và môi trường làm mát. Khi dung dịch được phun bốc hơi khỏi thân thịt, ít hơi ẩm được hút khỏi mô sâu hơn, làm giảm khối lượng thân thịt.

Trong quá trình làm lạnh phun sương được áp dụng trước đây, tất cả các nghiên cứu đều cho thấy giảm khối lượng thấp hơn trong quá trình làm lạnh thường. Các nghiên cứu ban đầu cho thấy sự giảm khối lượng có thể giảm 0,48-0,89% bằng cách áp dụng phương pháp làm lạnh dạng phun sương trong 4-12 giờ. Sự sụt giảm trọng lượng giảm 1,1% sau khi thân thịt bò được làm lạnh 10-17 giờ, với hai chu kỳ phun ngắt quãng khác nhau. Thâm chí khối lượng thân thịt tăng 0,28% sau 48 giờ khi thân thịt được phun nước 2^oC trong 6 giờ (các chu kỳ ngắt quãng 30 giây và cách nhau 10 phút giữa các chu kỳ), với phòng lạnh được đặt ở 0^oC (2,0 m/s) (Prado và de Felicio, 2010). Ngược lại, làm lạnh thông thường làm giảm 1,7% khối lượng thân thịt.

Thời điểm phun và lượng dung dịch phun là chìa khóa để giảm khối lượng thân thịt gần bằng 0, đồng thời thời gian khô sau khi phun cũng rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến hình dáng thân thịt. Tăng thêm 0,38% khối lượng thân thịt bằng cách tăng thời gian phun 10-17 giờ; hoặc 0,41% nếu thời gian làm lạnh phun tăng 4-12 giờ. Bất kể thời gian phun, một số nghiên cứu cung cho thấy phun kéo dài 120 giây so với chu kỳ phun thời gian 60 giây dẫn đến sự khác biệt đáng kể trong việc giảm khối lượng. Những kết quả này có được là vì quá trình làm lạnh phun sương được áp dụng càng lâu, thì độ ướt bề mặt của thân thịt càng tăng, dẫn đến sự cân bằng với hoạt độ nước của hơi, do đó làm giảm sự bay hơi. Tuy nhiên, có những yếu tố khác ảnh hưởng đến việc áp dụng làm lạnh phun và đã hạn chế việc áp dụng, bao gồm ảnh hưởng tiêu cực đến màu mỡ và thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn, nếu phun kéo dài 17 giờ với 120 giây cho mỗi chu kỳ. Ngoài ra, tăng cân có thể xảy ra, điều này không được phép. Do đó, tổng thời gian phun, khoảng thời gian giữa các chu kỳ phun và thời gian khô sau quá trình phun đều cần phải được xem xét khi thiết kế một chế độ phun làm lạnh thích hợp.

ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH ĐẾN GIẢM VI SINH VẬT Ở THỊT

Không có nhiều nghiên cứu đã khám phá tác động của làm lạnh đối với sự an toàn của thịt và việc khử nhiễm khuẩn của thân thịt. Trong số 4 phương pháp làm lạnh trong bài này, sự phát triển của vi sinh vật là mối quan tâm đặc biệt đối với phương pháp làm lạnh phun. Tuy nhiên, tất cả các nghiên cứu đều không tìm thấy bất kỳ tác động nào có hại về chất lượng vi khuẩn của thân thịt. Ví dụ, phun lên thịt bò trong 15 giờ không làm tăng tổng số lượng coliform, hoặc số lượng Enterobacteriuaceae trên thân thịt bò. Các phát hiện tương tự cũng đã được báo cáo khi áp dụng phương pháp phun sương lạnh trên thân thịt bò trong 4 giờ và thậm chí đến 16 giờ. Chỉ có một nghiên cứu đã báo cáo rằng một số loại vi khuẩn đều có xu hướng cao hơn ở mặt thịt bò được làm lạnh bằng phun sương, so với những loại được làm lạnh thông thường và người ta cho rằng hoạt động nước tăng lên trên bề mặt thịt là lý do đối với sự phát triển của vi khuẩn. Tuy nhiên, không có sự khác biệt về độ ẩm của khu vực thăn trước và sau khi làm lạnh phun sương được phát hiện. Người ta đã gợi ý rằng trước khi tách thân thịt và tách xương, thân thịt cần có đủ thời gian để làm khô và giảm lượng vi khuẩn do mất nước (Wiklund và ctv, 2010).

Đối với làm lạnh chậm, điều đáng lo ngại là với một khối lượng thân thịt lớn, việc làm lạnh sẽ không đủ và do đó làm tăng nguy cơ mất an toàn thực phẩm về mặt thương mại. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có báo cáo nào về nguy cơ vi khuẩn gia tăng trong các nghiên cứu làm lạnh chậm. Fernandez và Vieira (2012) đã quan sát thấy rằng tổng lượng vi khuẩn sau 24 giờ trên thân thịt cừu non làm lạnh chậm (12^oC trong 7 giờ và sau đó làm lạnh thông thường) không khác đáng kể so với thân thịt được làm lạnh thông thường. Trong một nghiên cứu khác, làm lạnh nhanh (-20^oC trong 3,5 giờ) có tác động tích cực đến việc giảm tổng số vi khuẩn (Fernandez và Vieira, 2012) nêu bật ưu điểm của làm lạnh nhanh. Vì tốc độ làm lạnh khá cao trong giai đoạn đầu tiên của làm lạnh nhiều bước, nguy cơ vi khuẩn không phải là mối lo ngại đối với làm lạnh nhiều bước. Yu và ctv (2008) đã phát hiện ra rằng tổng số vi khuẩn ở 24 giờ sau khi giết mổ không khác nhau giữa thân thịt bò làm lạnh nhiều bước và làm lạnh bình thường.

ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH ĐẾN ĐỘ MỀM THỊT ĐỎ

Độ mềm là một trong những đặc điểm chất lượng thịt quan trọng nhất với người tiêu dùng. Những thay đổi sinh hóa trong 24 giờ đầu tiên sau khi giết mổ đóng một vai trò quan trọng ảnh hưởng đến độ mềm của thịt. Vì quy trình làm lạnh thường được áp dụng trong vòng 24 giờ sau khi giết mổ, nên việc làm lạnh có ảnh hưởng đáng kể đến độ mềm của thịt. Điều này đặc biệt phù hợp khi quan sát các hiện tượng “rút ngắn lạnh” và “rút ngắn tan băng”. Làm lạnh ảnh hưởng đến độ mềm của thịt, chủ yếu thông qua tác động của nó đối với sự suy giảm pH, nhiệt độ, gián đoạn vật lý và phân giải protein (Matarneh và ctv, 2017).

5.1. Làm lạnh chậm

Làm lạnh chậm được phát hiện có hiệu quả trong việc giảm “quá trình nguội lạnh” ở cừu non bằng cách áp dụng nhiệt độ cao hơn khi bắt đầu quá trình hạ nhiệt độ so với phương pháp làm lạnh thông thường (Fernandez và Vieira, 2012). Một số kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp làm lạnh chậm có sự cải thiện về độ mềm hơn so với phương pháp làm lạnh thông thường. Ví dụ, làm lạnh ở 10^oC trong 12 giờ làm giảm lực cắt của thịt bò từ 66,7N xuống 48,1N sau 7 ngày ủ (Prado và Felicio, 2010) và 15±2^oC trong 3 giờ làm giảm lực cắt của thịt bò khoảng 20N ở 24 giờ sau giết mổ.

Một số nghiên cứu cũng đã báo cáo so sánh ảnh hưởng của các nhiệt độ làm lạnh đến độ mềm của thịt. Ủ các mẫu thịt đã được cắt ở 5, 10, 15, 20, 25, 30 và 35^oC, đã thấy chiều dài sarcomere dài nhất ở các mẫu được ủ ở 15^oC (1,95µm). Ngoài ra, họ cũng đã phát hiện ra rằng các mẫu được giữ ở nhiệt độ 30-35^oC cho thấy chiều dài sarcomere rút ngắn đáng kể và độ dai của thịt cao ngay cả sau khi ủ trong 14 ngày, điều này cho thấy hiện tượng “cứng nhiệt” đang xảy ra ở 35^oC, có thể là do hàm lượng canxi bị thay đổi ion và quá trình rút ngắn vật lý tiếp theo. Một tỷ lệ cao của hiện tượng “cứng nhiệt” ở một số lò mổ đã được báo cáo, và điều này được gọi là quá trình “cứng nhiệt làm lạnh cao” (Warner và ctv, 2014). Tiêu chuẩn thịt Úc đã thiết lập độ pH lý tưởng, sao cho khi pH của thân thịt giảm xuống 6,0, nhiệt độ phải dưới 35^oC và trên 12^oC, trong khi đó độ mềm tốt nhất đạt được khi nhiệt độ ở 29-30^oC ở độ pH 6,0.

Mặc dù việc làm lạnh chậm đã được chứng minh là có thể dẫn đến cải thiện độ mềm của thịt bò, thịt cừu và một số loại thịt đỏ khác, nhưng có nguy cơ là nếu thân thịt đi vào chế độ làm lạnh ở nhiệt độ cao, độ dai không thể phục hồi có thể xảy ra (Jacob và Hopkins, 2014). Do đó, cần thận trọng khi các lò mổ sử dụng chế độ làm lạnh chậm vì chúng cần tính đến loại động vật. Ví dụ, thân thịt bò nặng không nên làm lạnh từ từ (Jacob và Hopkins, 2014). Ở những thân thịt như vậy, sự suy giảm pH nhanh chóng sẽ dẫn đến tăng mức độ hoạt động của cac enzym phân giải protein và tăng sự phân giải protein ban đầu. Hơn nữa, sự suy giảm pH nhanh chóng cũng thường dẫn đến hạn chế sự phân giải protein của các protein cơ liên quan đến quá trình hóa gân, do cạn kiệt các enzym sẵn có dẫn đến giảm tốc độ hóa mềm. Ngoài ra, việc thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn ở nhiệt độ cao cũng cần phải tính đến.

5.2. Làm lạnh nhanh

Ảnh hưởng của việc làm lạnh nhanh đối với độ mềm của thịt vẫn còn khá nhiều tranh cãi. Một số nghiên cứu đã khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ làm lạnh đến độ mềm và nhận thấy chiều dài của sarcomere của thịt cừu non được giữ ở 5^oC không ngắn hơn đáng kể và lực cắt ở ngày 14 của quá trình ủ không cao hơn so với mẫu được ủ ở 15^oC. Ngược lại, cơ bắp bò và cơ semitendinosus được ủ ở 5^oC có chiều dài sarcomere ngắn hơn và lực cắt cao hơn so với những cơ được ủ ở 15^oC. Nó cũng đã được báo cáo rằng cơ bắp bò được ủ ở 0 hoặc 5^oC, so với 10^oC hoặc lên đến 25^oC có chiều dài sarcomere rút ngắn (tương ứng là 1,21 và 1,27µm), và độ dai cao hơn, nhưng độ mềm hơn tiềm năng cải thiện sau từ 2 đến 14 ngày sau giết mổ.

Làm lạnh rất nhanh đã hoàn toàn thách thức định nghĩa “rút ngắn lạnh”. Các nghiên cứu đã được thực hiện về làm lạnh rất nhanh (được gọi là làm lạnh bằng đông lạnh, hoặc làm lạnh cực nhanh) đối với thân thịt bò, thân thịt cừu, thịt lợn. Nói chung, các chế độ làm lạnh này nằm trong hoặc gần với tiêu chí làm lạnh đến -1^oC sau 5 giờ giết mổ.

Ảnh hưởng tổng thể của việc làm lạnh nhanh đối với độ mềm: Hầu hết các nghiên cứu đã áp dụng phương pháp làm lạnh nhanh trên thân thịt bò cho thấy lực cắt cao hơn hoặc độ mềm cảm giác thấp hơn ở thịt được làm lạnh nhanh. Sikes và ctv (2017) nhận thấy rằng lực cắt của thăn được làm lạnh ở -20^oC, hoặc ban đầu được giữ ở 15^oC và sau đó làm lạnh ở -20^oC đạt được nhiệt độ -1,5^oC trong vòng 5 giờ, không khác với các mẫu được làm lạnh trong điều kiện thông thường. Pinto Neto và ctv (2013) nhận thấy rằng lực cắt của thăn được ủ trong 2 ngày ở nhiệt độ 0^oC tương tự đối với mẫu từ 2, 7 hoặc 14 ngày. Cơ bắp được làm lạnh ở -1^oC cho đến khi nhiệt độ đạt 0^oC sau 4 giờ sau khi giết mổ, không thấy có sự khác biệt về lực cắt so với thịt được làm lạnh chậm (làm lạnh ở 15^oC), nếu các cơ được kích thích và hạn chế.

Cơ chế của việc làm lạnh nhanh đến độ mềm: Mặc dù các nghiên cứu đã chỉ ra ràng làm lạnh nhanh có tác động tích cực đến độ mềm của thịt, nhưng có sự khác biệt đối với đặc điểm chất lượng thịt này do phương pháp làm lạnh này gây ra, do tăng nguy cơ ngắn lạnh. Các cơ chế cơ bản của việc làm lạnh nhanh đối với độ mềm của thịt được giải thích ở các khía cạnh sau:

Sự suy giảm pH và nhiệt độ

Tỷ lệ giảm pH của cơ được làm lạnh nhanh tương tự hoặc chậm hơn so với cơ được làm lạnh đối chứng, với các giá trị pH đều trên 6,0 và thậm chí lên 6,4 sau 5 giờ sau giết mổ (Li và ctv, 2012). Mặc dù nồng độ Ca²⁺ trong tế bào tăng ở nhiệt độ thấp (tức là dưới -1^oC sau 5 giờ) có thể thúc đầy hoạt động của ATPase, tốc độ đường phân cũng được báo cáo là tăng khi nhiệt độ giảm từ 10 xuống -3^oC. Cả hai quy trình đều không khắc phục được ảnh hưởng của điều kiện ấm hơn trong phương pháp làm lạnh thông thường về việc đẩy nhanh sự giảm độ pH (Matarneh và ctv, 2017). Nhiệt độ thấp và độ pH cao của thân thịt được làm lạnh nhanh trong giai đoạn trước khi ủ đã bỏ qua độ pH lý tưởng hoặc quy tắc ngón tay cái 10/10 và chính xác là điều kiện để tạo ra “quá trình rút ngắn lạnh”, do mức canxi cao gây ra bởi nhiệt độ rất thấp sẽ thúc đẩy sự hình thành các cầu chéo actin-myosin với sự có mặt của ATP (khi pH trên 6,0 trong thịt). Từ góc độ này, việc làm lạnh nhanh được cho là sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến độ mềm. Tuy nhiên, mức độ canxi cao trong myofibrils cũng có thể được kích hoạt các vết chai, có thể dẫn đến kích hoạt sớm hơn, và do đó bắt dầu được làm lạnh thông thường. Tuy nhiên, Sikes và ctv (2017) không tìm thấy sự khác biệt nào về sự thoái hóa protein chính do làm lạnh nhanh, và hoạt động phân giải protein cao hơn không khắc phục được tác dụng tăng cường độ cứng của quá trình làm lạnh ngắn.

Điều đáng chú ý là các nghiên cứu cho thấy thịt rất mềm sau khi cơ được làm lạnh nhanh bằng cách giảm nhiệt độ xuống -1,5^oC trong vòng 5 giờ đầu sau khi giết mổ (Sikes và ctv, 2017) hoặc xuống -1,6^oC ở 1,5 giờ sau khi giết mổ (Jacob và ctv, 2012). Nghiên cứu sau đó cho thấy rằng độ pH tăng 0,29 trên một đơn vị đối với cơ lạnh nhanh 0,5-1,5 giờ sau khi giết mổ và sau đó giảm nhanh hơn so với làm lạnh có kiểm soát (Jacob và ctv, 2012). Điều này có thể liên quan đến khả năng đệm cao hơn ở thời điểm rất sớm sau khi giết mổ (Jacob và Hopkins, 2014). Mặc dù không rõ tại sao độ pH lại tăng 1,5 giờ đầu tiên, nhưng có thể thấy rằng cơ lạnh dưới 0^oC trong vòng 1,5 giờ sau khi giết mổ sẽ là một cách tốt để cải thiện độ mềm. Tiến hành làm lạnh ở nhiệt độ thấp, chẳng hạn dưới điểm đóng bằng, sẽ tạo ra thịt mềm. Điều này chỉ ra rằng sự suy giảm nhiệt độ rất nhanh trước khi bắt đầu ủ lạnh có thể đóng vai trò quan trọng trong việc thu được thịt mềm, tuy nhiên, các cơ chế vẫn chưa được làm sáng tỏ.

Chiều dài sarcomere

Nói chung, chiều dài sarcomere ngắn là thịt dai và sarcomere dài là thịt mềm. Mối quan hệ chặt chẽ (r=0,84) giữa lực cắt và chiều dài sarcomere đã được tìm thấy đối với các cơ đã trải qua sự suy giảm pH bình thường (pH>6,3, sau 3 giờ). Trong nhiều nghiên cứu cho thấy chiều dài sarcomere không bị ảnh hưởng bởi làm lạnh nhanh. Nhưng một số nghiên cứu cho rằng chiều dài sarcomere ngắn hơn đáng kể ở các mẫu thịt được làm lạnh nhanh, với lực cắt cao hơn. Sự kiềm chế vật lý bởi lớp vỏ đông lạnh hoặc tác động bên ngoài của thân thịt giải thích việc giảm thời gian ngắn của thịt ướp lạnh (Sikes và ctv, 2017), có lợi cho việc cải thiện độ mềm. Nghiên cứu của Jacob và ctv (2012) đã xác nhận rằng sự kiềm chế vật lý của các cơ bị căng có thể giữ cho sarcomere ở trạng thái lâu hơn, một yếu tố chính để xác định hiệu quả của việc làm lạnh nhanh đối với độ mềm của thịt.

Tổn hại vật lý

Tổn hại vật lý của myofibrils chủ yếu do bị hạn chế sự đóng băng của lớp bên ngoài hoặc tác động ngoại lực khác, khi các cơ co lại trong điều kiện lạnh nhanh gây ra hiện tượng “lạnh ngắn” có thể dẫn đến giảm độ dai. Một số nghiên cứu đã phát hiện ra rằng làm lạnh nhanh ở -21^oC dẫn đến co và đứt sợi ở một số vị trí của sợi myofibres, làm tăng giá trị chỉ số phân mảnh sợi myofibrillar (MFI) và giảm độ dai của thăn bò (Li và ctv, 2012). Sikes và ctv (2017) phát hiện ra rằng mặc dù chiều dài sarcomere không bị ảnh hưởng bởi quá trình làm lạnh nhanh, nhưng sarcomere đã được căn chỉnh sai và mô hình dải ít đều đặn hơn so với các mẫu được làm lạnh thông thường. Ngoài ra, kích thước hạt của myofibrils bị phân mảnh nhỏ hơn trong các mẫu làm lạnh nhanh, điều này cho thấy rằng thiệt hại vật lý do làm lanh nhanh có khả năng dẫn đến thịt mềm hơn.

Yếu tố khác

Một nghiên cứu đã báo cáo rằng mức tăng inosine-5monophosphate có thể làm suy yếu cầu nói actin-myosin, khiến thịt bị ướp lạnh nhanh trở lên mềm hơn như thịt ướp lạnh thông thường (Warner và ctv, 2015). Do đó, các cơ chế khác có thể tồn tại để thay đổi tính toàn vẹn của myofibril trong giai đoạn trước khi chế biến, dẫn đến thịt mềm hơn.

Mặc dù một số cơ chế làm mềm hóa có thể xảy ra do làm lạnh nhanh đã được đề xuất bởi các nghiên cứu trước đây, nhưng vẫn còn nhiều điều cần khám phá trong lĩnh vực này. Các cơ chế cơ bản rất phức tạp do sự tương tác giữa sự suy giảm độ pH, tổn hại vật lý, hoạt động phân giải protein và tổn thương vật lý của các myofibrils. Hơn nữa, việc giảm nhiệt độ từ cơ đang nóng ở khoảng 40^oC xuống 0^oC trong thời gian ngắn (3-5 giờ) là rất khó đạt được, điều này có thể làm tăng sự thay đổi của các giá trị lực cắt giữa các nghiên cứu. Do đó, các đặc điểm ngon miệng và đặc biệt là độ mềm của thân thịt làm lạnh nhanh vẫn được coi là không thể đoán trước. Trong hầu hết các nghiên cứu cho thấy tác dụng tích cực đối với độ mềm của thịt bằng cách làm lạnh nhanh, kích thích điện đã được sử dụng (Sikes và ctv, 2017). Kích thích điện là một cách tốt để tăng tốc độ giảm pH trong giai đoạn rất sớm sau khi giết mổ, và do đó, kết hợp với sự kiềm chế về thể chất để giảm nguy cơ thiếu lạnh bằng cách làm lạnh nhanh (Devine và ctv, 2014).

5.3. Làm lạnh phun sương

Vì mục đích của việc áp dụng phương pháp làm lạnh dạng phun sương là để giảm mất độ ẩm, nên người ta chưa chú ý nhiều đến tác dụng của nó đối với độ mềm, nhưng nhìn chung, phương pháp làm lạnh dạng phun sương không được chứng minh là có tác động tiêu cực đến độ mềm. Người ta đã báo cáo rằng sự giảm độ pH của thân thịt nhanh hơn một chút sau khi thân thịt được làm lạnh bằng cách phun nước 2^oC trong 6 giờ (Prado và de Felicio, 2010) và phun 4-12 giờ đã làm tăng cũng như tỷ lệ lạnh, cả ở cơ longissimus và cơ bán nguyệt. Điều này có thể là do nước lạnh (2^oC) lắng trên bề mặt thân thịt và làm giảm nhiệt độ bên trong cơ thịt. Các nghiên cứu khác đã báo cáo rằng không có ảnh hưởng đến chiều dài sarcomere hoặc giá trị lực cắt của các mẫu thịt bò từ thân thịt được làm lạnh phun sương so với những mẫu được làm lạnh thông thường (Prado và de Filicio, 2010).

5.4. Làm lạnh nhiều bước

Làm lạnh nhiều bước đã được báo cáo để cải thiện độ mềm. Nghiên cứu ban đầu về làm lạnh nhiều bước thường được báo cáo là làm lạnh rất nhanh, bởi nhiệt độ bên trong thăn lưng của thân thịt bò lúc 5 giờ sau giết mổ là -2 đến 0^oC bằng cách sử dụng -70^oC làm nhiệt độ lạnh. Tuy nhiên, sau 5 giờ, những thân thịt này được giữ ở 16^oC trong 4 giờ, sau đó được giữ ở 1^oC cho đến 24 giờ. Với bước làm lạnh như vậy, chiều dài sarcomere dài hơn một chút và khả năng chịu cắt ít hơn, trong khi xếp hạng cảm quan về độ mềm cao hơn, so với làm lạnh kiểm soát ở -7^oC trong 24 giờ. Sự cải thiện độ mềm này có thể là do sự hạn chế vật lý của các cơ do lớp vỏ đông cứng trên bề mặt thân thịt/hoặc tổn thương vật lý đối với các myofibrils và các cơ chế khác. Nhiệt độ cao sau đó (16^oC trong 4 giờ) cũng góp phần làm tăng độ mềm.

Yu và ctv (2008) đã sử dụng 3 bước để làm lạnh mặt thân thịt bò, bắt đầu với 2^oC trong 4 giờ, 12^oC trong 4 giờ, sau đó 2^oC trong 16 giờ. Chế độ làm lạnh nhiều bước này duy trì nhiệt độ bên trong thăn ở 14,9^oC từ 4 đến 8 giờ sau khi giết mổ và dẫn đến độ dài sarcomere dài hơn, và giá trị lực cắt thấp hơn so với làm lạnh đối chứng 2^oC trong 24 giờ. Một nghiên cứu khác cũng cho thấy lực cắt giảm và tăng mỡ dắt trong các mẫu thăn nếu các thân thịt bò được làm lạnh ở -11^oC trong 2 giờ, sau đó được giữ trong không khí tĩnh trong cùng một phòng làm lạnh, cho phép nhiệt độ lõi thân thịt giảm xuống đến 12-18^oC trước 10 giờ sau khi giết mổ (Liu và ctv, 2015).

Làm lạnh nhiều bước được áp dụng trong ngành công nghiệp thịt lợn. Rosenvold và ctv (2010) nhận thấy rằng độ mềm được cải thiện đáng kể, nếu thân thịt lợn được làm lạnh ở -23^oC cho đến khi nhiệt độ lõi đạt 10 hoặc 15^oC, và nhiệt độ này được duy trì trong 6 giờ, với thời gian ướp lạnh cuối cùng là 4^oC. Therkildsen và ctv (2012) cũng nhận thấy thịt lợn mềm hơn khi chế độ làm lạnh được thiết kế -22,8^oC trong 52 phút, 10^oC trong 6 giờ và sau đó là 1^oC trong 2 giờ.

Làm lạnh nhiều bước là sự kết hợp của làm lạnh nhanh và chậm, với giai đoạn sau thiên về hoạt động của các enzym phân giải protein có liên quan đến sự phân hủy protein (Rosenvold và ctv, 2010). Nếu ban đầu làm lạnh nhanh, sau đó làm lạnh từ từ để giảm độ pH và do đó bắt đầu quá trình lão hóa xảy ra ở nhiệt độ tối ưu thì thịt vẫn mềm.

ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH ĐẾN KHẢ NĂNG GIỮ NƯỚC CỦA THỊT

Khả năng giữ nước (WHC) tương quan với khối lượng nước nằm bên ngoài mạng lưới myofibrillar. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự mất nước nhỏ giọt trong quá trình làm lạnh, chẳng hạn như đường kính tế bào giảm và chiều dài sarcomere ngắn lại, cả hai đều dẫn đến giảm không gian dải cơ và hậu quả là sự nhỏ giọt. Mặc dù nhiệt độ và độ pH trong 24 giờ đầu tiên sau khi giết mổ là khác nhau rõ ràng giữa làm lạnh chậm, làm lạnh nhanh, làm lạnh phun sương và làm lạnh nhiều bước, khả năng giữ nước được phản ánh bằng cách nhỏ giọt, lọc và mất nước trong các nghiên cứu khác nhau.

Chế độ làm lạnh chậm thường dẫn đến độ dài sarcomere của mẫu thịt dài hơn so với chế độ làm lạnh thông thường, điều này có lợi cho việc giữ nước. Làm lạnh thân thịt dê ở 10-15^oC trong 6 giờ, dẫn đến tổn thất khi nấu thấp hơn so với các mẫu được làm lạnh bình thường và kích thích điện (220 V, ở 9,5 xung/s, trong 30 giây). Các chế độ làm lạnh chậm khác được áp dụng cho thân thịt bò, cừu, hoặc lợn với nhiệt độ từ 10 đến 16^oC trong 10 đến 24 giờ hoặc 5 đến 6^oC trong 24 giờ không dẫn đến bất kỳ sự khác biệt đáng kể nào đối với sự mất nước, quá trình lọc hoặc tổn thất khi nấu so với phương pháp làm lạnh thông thường ở 24 giờ sau khi giết mổ hoặc trong quá trình ủ thân thịt. Tuy nhiên, sự suy giảm pH tăng lên do nhiệt độ cao có thể gây ra biến tính protein và dẫn đến mất khả năng giữ nước.

Trái ngược với làm lạnh chậm, làm lanh nhanh thường dẫn đến độ dài sarcomere ngắn hơn và giá trị lực cắt cao hơn so với làm lạnh thông thường. Do đó, điều này dẫn đến mất độ ẩm nhiều hơn, cụ thể là với chế độ lạnh -20^oC trong 3 giờ, -21^oC trong 3 giờ, 0^oC trong 10 giờ, hoặc ngâm nước đá trong 24 giờ có thể làm giảm độ ẩm của thịt. Tuy nhiên, một nghiên cứu cho thấy rằng quá trình lọc và mất mát khi nấu không bị ảnh hưởng bởi quá trình làm lạnh nhanh (10,2^oC trong 3 giờ) thân thịt cừu. Các nghiên cứu khác phát hiện ra rằng sự mất mát nhỏ giọt và mất mát khi nấu nếu các cơ longissimus của thịt bò được làm lạnh ở -20^oC (cách thủy glycol) cho đến khi nhiệt độ bên trong đạt đến <-1^oC tổn thất do lọc và nhỏ giọt giảm tới 19% so với làm lạnh thông thường. Giải thích cho kết quả này dựa trên độ pH cuối cùng cao hơn và áp suất thẩm thấu nội bào tăng lên trong mẫu thịt ướp lạnh nhanh và thông thường. Mặc dù vậy, cơ chế cơ bản lý do tại sao một số chế độ làm lạnh nhanh có thể dẫn đến tổn thất nhỏ giọt hơn vẫn chưa được làm rõ.

Đối với làm lạnh phun sương các kết quả nghiên cứu cho thấy không có sự khác nhau về mất nước nhỏ giọt so với làm lạnh thông thường. Mặc dù, làm lạnh phun sương cho phép thịt giữ được độ ẩm tự nhiên cao hơn và độ ẩm ổn định hơn trong cấu trúc, do đó, ít dễ bị mất nước trong quá trình nấu hoặc trong quá trình đóng gói chân không (Wiklund và ctv, 2010).

Trong các nghiên cứu áp dụng phương pháp làm lạnh nhiều bước với thân thịt bò, đều cho thấy mức độ hao hụt khi nấu trong quá trình ủ là như nhau. Trong khi đó, Liu và ctv (2015) nhận thấy rằng sự mất nước trong quá trình ủ đối với các mẫu ướp lạnh nhiều bước ít hơn so với các mẫu ướp lạnh đối chứng. Đối với phương pháp ướp lạnh nhiều bước trên thân thịt lợn, tất cả đều cho thấy độ mềm cao hơn mà không ảnh hưởng đến điểm mất nước. Những kết quả này có thể liên quan đến chiều dài sarcomere tương đối dài hơn của các mẫu được làm lạnh nhiều bước (Liu và ctv, 2015).

ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH ĐẾN MÀU SẮC CỦA THỊT

Màu sắc là một trong những đặc điểm chất lượng thịt quan trọng nhất, quyết định mức độ sẵn sàng mua của người tiêu dùng. Tuy nhiên, trong lĩnh vực nghiên cứu làm lạnh thân thịt, hiệu ứng màu sắc chỉ là một yếu tố phụ vì mục đích chính của các phương pháp làm lạnh khác nhau là cải thiện độ mềm, giảm khối lượng và giảm nguy cơ vi sinh vật. Do đó, các chế độ làm lạnh lý tưởng phải là chế độ có thể đáp ứng các mục tiêu này mà không ảnh hưởng đến màu sắc thịt.

7.1. Làm lạnh chậm

Không có tác động tiêu cực nào của việc làm lạnh chậm đối với màu sắc của thịt. Giá trị L* (độ sáng) được cải thiện sau khi các mặt thân thịt bò được làm lạnh ở 10^oC trong 10 giờ. Pophiwa và ctv (2016) nhận thấy rằng L*, a* (đỏ), b* (vàng) và chroma của thịt dê tăng lên, sau khi thân thịt được làm lạnh ở 10-15^oC trong 6 giờ, so với làm lạnh thông thường. Một nghiên cứu khác cũng phát hiện ra rằng giá trị màu sắc của cac mẫu thịt bò tăng lên khi nhiệt độ được tăng lên từ 5 đến 25^oC (Mungure và ctv, 2016). Màu sắc được cải thiện sau khi được làm lạnh ở nhiệt độ bắt đầu cao có thể do hoạt động giảm metmyoglobin tăng cường hoặc sản xuất NADH cao hơn do hoạt động oxy hóa tăng cường được báo cáo trong quá trinh làm lạnh nhiều bước (Zhang và ctv, 2018). Li và ctv (2012) cũng cho thấy màu sắc và độ ổn định màu sắc được cải thiện khi thăn bò rút xương nóng được giữ ở 14^oC trong 10 giờ, hoặc làm lạnh chậm ở 5-6^oC trong 24 giờ hoặc làm lạnh thông thường ở 0-2^oC trong 24 giờ.

7.2. Làm lạnh nhanh

Làm lạnh nhanh nói chung làm giảm giá trị a* và b* (Sikes và ctv, 2017). Li và ctv (2012) nhận thấy rằng thịt bò được làm lạnh ở -21^oC trong 5 giờ có vẻ trông mờ hơn và sẫm màu hơn so với các mẫu được giữ ở 14^oC trong 10 giờ, trong chế độ làm lạnh này cải thiện độ ổn định màu ban đầu. Sự khác biệt về đặc điểm màu sắc giữa các chế độ làm lạnh khác nhau có liên quan đến sự thay đổi của các dạng myoglobin bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ pH.

Làm lạnh nhanh cho phép duy trì nhiệt độ thấp và điều kiện pH cao, và độ pH cao tạo điều kiện tiêu thụ oxy và sau đó giảm áp suất riêng phần oxy, dẫn đến tỷ lệ deoxymyoglobin cao. Hơn nữa, thiệt hại vật lý đối với myofibrils cho phép nhiều ánh sáng được hấp thụ hơn và ít tán xạ hơn tới người quan sát, dẫn đến màu tương đối tốt hơn. Mặt khác, sự tán xạ ánh sáng có tương quan nghịch với chiều dài sarcomere, và dựa trên quan điểm này, thịt làm lạnh được rút ngắn một chút trở lên sáng hơn một chút so với các mẫu thịt ướp lạnh thông thường không rút ngắn.

7.3. Làm lạnh phun sương

Không có nhiều nghiên cứu báo cáo về tác động của làm lạnh phun sương lên màu thịt. Tuy nhiên, thời gian áp dụng dài (12-16 giờ), đã được báo cáo là làm tăng độ sáng của chất béo và giảm màu đỏ và màu vàng của chất béo ở thân thịt bò, dẫn đến việc rửa bề mặt mỡ xuất hiện màu xám sau 16 giờ phun làm lạnh. Tuy nhiên, bề ngoài của thịt trong quá trình trưng bày không khác với thịt được làm lạnh khác. Một nghiên cứu khác cho thấy sự xuất hiện nhợt nhạt và ẩm ướt nếu thời gian phun sương kéo dài 17 giờ, nguyên nhân là do hoạt động nước tăng lên và phản xạ ánh sáng trên thân thịt sau khu phun trong thời gian dài. Việc rút ngắn thời gian phun và để đủ thời gian làm lạnh bằng không khí trước khi kết hạt có thể là giảm bớt các tác động tiêu cực.

7.4. Làm lạnh nhiều bước

Làm lạnh nhiều bước chủ yếu được báo cáo là có ảnh hưởng tích cực đến màu của thịt. Mặc dù màu nạc tối do làm lạnh nhanh trong giai đoạn làm lạnh đầu tiên, điểm mỡ giắt cao hơn cũng được tìm thấy trong nhiều bước làm lạnh (-70^oC trong 5 giờ; 16^oC trong 4 giờ; 1^oC trong 15 giờ) các mặt thân thịt bò so với những mặt được làm lạnh thông thường. Yu và ctv (2008) phát hiện ra rằng các giá trị màu sắc của thịt bò sau 24 giờ, hoặc trong quá trình ủ trong 2 hoặc 6 ngày, không bị ảnh hưởng bởi chế độ làm lạnh nhiều bước (2^oC trong 4 giờ và 12^oC trong 4 giờ, sau đó 2^oC cho đến 24 giờ). Tuy nhiên, màu sắc và độ bền màu đã được cải thiện khi thân thịt bò được làm lạnh ở -11^oC trong 2 giờ đầu, và sau đó giữ trong không khí tĩnh để giữ nhiệt lõi ở 12 đến 18^oC cho đến 10 giờ sau khi giết mổ, hoặc làm lạnh ở 0 đến 4^oC trong 5 giờ tiếp theo là giữ nhiệt độ 12 đến 18^oC trong 6 giờ (Zhang và ctv, 2018). Làm lạnh nhanh và sau đó làm lạnh chậm dẫn đến hàm lượng metmyoglobin thấp hơn và hoạt tính giảm metmyoglobin cao hơn, đồng thời hàm lượng NADH cũng cao hơn. Điều này được cho là do sự quá dồi dào của các chất oxy hó (acptsuctone dioxygenase 1, tiểu đơn vị thành phần pyruvate dehydrogenase E1 beta, alpha-amioadipics semialdehyde dehydrogenase) trong thịt bò làm lạnh nhiều bước (Zhang và ctv, 2018). Ảnh hưởng của làm lạnh nhiều bước đối với màu sắc thịt lợn cũng rất tích cực, với giai đoạn làm lạnh thứ hai ở 10 hoặc 15^oC (Rosenvold và Borup, 2011). Màu sáng hơn và đỏ hơn của thăn lợn ướp lạnh nhiều bước được cho là do tỷ lệ oxymyoglobin lớn hơn sau khi được làm lạnh ba bước (Rosnvold và ctv, 2010).

KẾT LUẬN

Các phương pháp làm lạnh khác nhau thể hiện những ưu điểm cũng như những nhược điểm khác nhau. Đối với các đặc điểm ngon miệng, đặc biệt là độ mềm, làm lạnh chậm và nhiều bước là phương pháp thích hợp hơn, trong khi làm lạnh phun sương không thấy sự cải thiện độ mềm so với làm lạnh thông thường. Làm lạnh nhanh cải thiện độ mềm so với làm lạnh thông thường, nhưng hầu hết làm lạnh nhanh không cho thấy tác dụng giảm lạnh. Sự gia tăng nhẹ độ dai do làm lạnh nhanh có thể được giảm bớt bằng cách áp dụng kích thích điện (Jacob và ctv, 2012), hoặc giảm nhiệt độ rất nhanh sau khi giết mổ, chẳng hạn như giảm nhiệt độ xuống -1,5^oC trong vòng 3 giờ (Sikes và ctv, 2017). Khoảng nhiệt độ -2 đến 2^oC bắt đầu làm lạnh có ảnh hưởng không chắc chắn đến sự trao đổi chất của cơ. Hơn nữa, tốc độ đường phân tăng lên khi nhiệt độ giảm trong khoảng 10 đến -3^oC. Do đó, cần nghiên cứu thêm các cơ chế cơ bản của việc làm lạnh nhanh đối với độ mềm bằng cách đạt được nhiệt độ -2 đến -3^oC hoặc thậm thấp hơn trong vòng 3 giờ sau khi giết mổ.

Đối với chất lượng vi sinh, làm lạnh nhanh cho thấy hiệu quả tốt để giảm vi khuẩn trên bề mặt thân thịt, sau đó làm lạnh nhiều bước. Làm lạnh chậm và phun sương được dự đoán sẽ thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn, tuy nhiên, rất ít nghiên cứu thực sự cho thấy tác động tiêu cực đến việc nhiễm khuẩn từ cả hai chế độ làm lạnh. Từ quan điểm của vi khuẩn, cả phun sương và làm lạnh chậm đều có thể được sử dụng thương mại, nhưng để làm lạnh bằng phun sương cần có đủ thời gian để thân thịt khô trước khi loại bỏ xương.

Thiệt hại về kinh tế đối với việc giảm khối lượng thân thịt làm lạnh giảm đáng kể khi làm lạnh phun sương và giảm nhẹ khi làm lạnh nhanh, trong khi làm lạnh nhiều bước có một số hiệu quả tích cực. Phương pháp làm lạnh phun sương phù hợp được khuyến khích cho tất cả các lò mổ. Ngoài ra, giai đoạn thứ hai của phương pháp làm lạnh nhiều bước có thể được kết hợp với phương pháp làm lạnh phun sương để giảm giảm khối lượng, đồng thời cải thiện độ mềm.

Trên thực tế, chế độ làm lạnh được áp dụng bởi một số ngành chăn nuôi bò thịt không phải là một phương pháp ướp lạnh duy nhất. Ví dụ, ở New Zealand, một chế độ làm lạnh được báo cáo là giữ ở 8^oC 1-4 giờ, ở 6^oC 4-8 giờ và ở 4^oC cho đến 24 giờ sau khi giết mổ, cộng với làm lạnh phun sương được áp dụng mỗi giờ trong 95 giây tổng cộng 10 lần (Crownover và ctv, 2017). Chế độ làm lạnh này đều sử dụng ba nhiệt độ làm lạnh giảm dần, có thể được coi là một loại của chế độ làm lạnh chậm, với mục đích duy trì chất lượng thịt tốt. Thêm vào đó, việc áp dụng phương pháp làm lạnh phun sương trong lò mổ bò sẽ giảm việc mất trọng lượng. Tuy nhiên, có thể cải thiện bằng cách giảm nhiệt độ nhanh chóng trong giai đoạn đầu, từ 14 đến 19^oC sau đó làm lạnh thân thịt trong không khí tĩnh hoặc ở nhiệt độ cao cho đến khi hoàn toàn lạnh, tiếp theo là làm lạnh thân thịt ở -2 đến 2^oC cho đến khi chúng được rút xương.

Nhiệt độ giảm nhanh đến mức nào vẫn cần được nghiên cứu tiếp. Sự kết hợp của các phương pháp làm lạnh với một số công nghệ tiên tiến như kích thích xung điện, xử lý áp suất cao và siêu âm sẽ nâng cao hơn nữa chất lượng và độ an toàn của thịt đỏ.

Tác giả: TS. Ngô Đình Tân

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Banach J.K., Modzelewska-Kapituła M., Wichman K., Tkacz K. and Zywica R. (2018). Effects of electrical stimulation applied in combination with shock chilling method on selected quality attributes of beef from young bulls, heifers, and cows carcasses. J. Food Processing Preservation, 42(4): e13571. https://doi.org/10.1111/jfpp.13571.
Banerjee R. and Maheswarappa N.B. (2019). Superchilling of muscle foods: Potential alternative for chilling and freezing. Critical Rev. Food Sci. Nut., 59: 1256-63.
Choe J.-H., Stuart A. and Kim Y.H.B. (2016). Effect of different aging temperatures prior to freezing on meat quality attributes of frozen/thawed lamb loins. Meat Sci., 116: 158-64.
Crownover R.D., Garmyn A.J., Polkinghorne R.J., Rathmann R.J., Bernhard B.C. and Miller M.F. (2017). The effects of hot vs. cold boning on eating quality of New Zealand grass fed beef. Meat Muscle Biol., 1(1): 207-17.
de Mello A.S., Ringkob T.P. and Yeh Y. (2017). Effects of long spray-chilling on water pocket development in ribeyes. Meat Sci., 129: 185-87.
Devine C.E., Hopkins D.L., Hwang I.H., Ferguson D.M. and Richards I. (2014). Electrical Stimulaltion. In M. Dikeman & C. Devine (Eds.), Encyclopedia Meat Sci., 1: 486-96.
Fernandez A.M. and Vieira C. (2012). Effect of chilling applied to suckling lamb carcasses on hygienic, physicochemical and sensory meat quality. Meat Sci., 92(4): 569-74.
Jacob R.H. and Hopkins D.L. (2014). Techniques to reduce the temperature of beef muscle early in the post mortem period—A review. Anim. Pro. Sci., 54(4): 482-93.
Jacob R., Rosenvold K., North M., Kemp R., Warner R. and Geesink G. (2012). Rapid tenderisation of lamb M. longissimus with very fast chilling depends on rapidly achieving sub-zero temperatures. Meat Sci., 92(1), 16-23.
Juarez M., Caine W.R., Larsen I.L., Robertson W.M., Dugan M.E. and Aalhus J.L. (2009). Enhancing pork loin quality attributes through genotype, chilling method and ageing time. Meat Sci., 83(3), 447-53.
Kaale L.D. and Eikevik T.M. (2013). A histological study of the microstructure sizes of the red and white muscles of Atlantic salmon (Salmo salar) fillets during superchilling process and storage. J. Food Engineering, 114(2): 242-48.
Kaale L.D., Eikevik T.M., Rustad T. and Kolsaker K. (2011). Superchilling of food: A review. J. Food Engineering, 107(2): 141-46.
Kaale L.D., Eikevik T.M., Rustad T., Nordtvedt T.S., Bardal T. and Kjørsvik E. (2013). Ice crystal development in pre-rigor Atlantic salmon fillets during superchilling process and following storage. Food Control, 31(2): 491-98.
Li K., Zhang Y., Mao Y., Cornforth D., Dong P., Wang R. and Luo X. (2012). Effect of very fast chilling and aging time on ultra-structure and meat quality characteristics of Chinese Yellow cattle M. Longissimus lumborum. Meat Sci., 92(4): 795-04.
Liu Y., Mao Y., Zhang Y., Liang R., Wang R., Zhu L. and Luo X. (2015). Pre-rigor temperature control of Chinese yellow cattle carcasses to 12-18°C during chilling improves beef tenderness. Meat Sci., 100(0): 139-44.
Magnussen O.M., Haugland A., Torstveit H.A.K., Johansen S. and Nordtvedt T.S. (2008). Advances in superchilling of food – Process characteristics and product quality. Trends in Food Sci. Tech., 19(8): 418-24.
Matarneh S.K., England E.M., Scheffler T.L. and Gerrard D.E. (2017). The coversion of muscle to meat. In F. Toldra (Ed.), ´ Lawrie’s Meat Science 8th ed., Pp. 159-82). Sawston, UK: Woodhead Publishing.
Mungure T.E., Bekhit A.E.A., Birch E.J. and Stewart I. (2016). Effect of rigor temperature, ageing and display time on the meat quality and lipid oxidative stability of hot boned beef Semimembranosus muscle. Meat Sci., 114: 146-53.
Pinto N.M., Beraquet N.J. and Cardoso S. (2013). Effects of chilling methods and hot-boning on quality parameters of M. longissimus lumborum from Bos indicus Nelore steer. Meat Sci., 93(2): 201-06.
Pophiwa P., Webb E.C. and Frylinck L. (2016). Meat quality characteristics of two South African goat breeds after applying electrical stimulation or delayed chilling of carcasses. Small Rum. Res., 145: 107-14.
Prado C.S. and de Felicio P.E. (2010). Effects of chilling rate and spray-chilling on weight loss and tenderness in beef strip loin steaks. Meat Sci., 86(2): 430-35.
Rosenvold K. and Borup U. (2011). Stepwise chilling adapted to commercial conditions—Improving tenderness of pork without compromising water-holding capacity. Acta Agriculturae Scandinavica, Section A – Anim.Sci., 61(3): 121-27.
Rosenvold K., Borup U. and Therkildsen M. (2010). Stepwise chilling: Tender pork without compromising water-holding capacity. J. Anim. Sci., 88(5): 1830-41.
Sikes A.L., Jacob R., D’Arcy B. and Warner R. (2017). Very fast chilling modifies the structure of muscle fibres in hot-boned beef loin. Food Res. International, 93: 75-86.
Small A.H., Jenson I., Kiermeier A. and Sumner J. (2012). Vacuum-packed beef primals with extremely long shelf life have unusual microbiological counts. J. Food Protection, 75(8): 1524-27.
Therkildsen M., Kristensen L., Kyed S. and Oksbjerg N. (2012). Improving meat quality of organic pork through post mortem handling of carcasses: An innovative approach. Meat Sci., 91(2): 108-15.
Vieira C. and Fernandez A.M. (2014). Effect of ageing time on suckling lamb meat quality resulting from different carcass chilling regimes. Meat Sci., 96(2): 682-87.
Warner R.D., Dunshea F.R., Gutzke D., Lau J. and Kearney G. (2014). Factors influencing the incidence of high rigor temperature in beef carcasses in Australia. Anim. Pro. Sci., 54(4): 363-74.
Warner R.D., Jacob R.H., Rosenvold K., Rochfort S., Trenerry C., Plozza T. and McDonagh M.B. (2015). Altered post-mortem metabolism identified in very fast chilled lamb M. longissimus thoracis et lumborum using metabolomic analysis. Meat Sci., 108: 155-64.
Wiklund E., Kemp R.M., leRoux G.J., Li Y. and Wu G. (2010). Spray chilling of deer carcasses—Effects on carcass weight, meat moisture content, purge and microbiological quality. Meat Sci., 86(4): 926-30.
Williscroft C. (2007). A lasting legacy-A 125 year history of New Zealand farming since the first frozen meat shipment. Auckland, New Zealand: NZ Rural Press.
Xiong Y. (2017). The storage and preservation of meat: I-Thermal Technologies. In F. Toldra (Ed.), Lawrie’s Meat Sci. 8th ed, Pp. 205-30. Sawston, UK: Woodhead publishing.
Yu L.H., Lim D.G., Jeong S.G., In T.S., Kim J.H., Ahn C.N. and Park B.Y. (2008). Effects of temperature conditioning on postmortem changes in physico-chemical properties in Korean native cattle (Hanwoo). Meat Sci., 79(1): 64-70.
Zhang Y.M., Zhang X.Z., Wang T.T., Hopkins D.L. and Zhu L.X. (2018). Implications of step-chilling on meat color investigated using proteome analysis of the sarcoplasmic protein fraction of beef longissimus lumborum muscle. J. Integrative Agr., 17(9): 2118-25.