Morfoloogia on kujuõpetus, vormiõpetus, välislaadi ja ehitusega tegelev anatoomia haru. Anatoomia (kr. anatomè – lahti-, väljalõikamine) – loomade, taimede, inimese kehaehituse õpetus.
Toiduainetetööstuse tooraine liikidest kõigub liha morfoloogia ja keemiline koostis kõige rohkem, olenedes:
1) liha liigist: veise-, lamba-, linnu-, hobuse-, sea-, metslinnu-, ulukiliha jne;
2) looma tõust: näiteks lihatõugu veise liha erineb tunduvalt piimatõugu veise lihast;
3) looma vanusest: vana looma liha on tuimem ja sidekoerikkam kui noore looma liha;
4) füüsilisest koormusest, mis loomal on olnud eluajal; metssealiha on tumedam, sidekoerikkam, tuimem ja tugevama lõhnaga kui kodusealiha;
5) looma toitumusastmest ja söödaratsioonist: rammusatel loomadel on rasva-rikkam liha kui lahjadel loomadel; oluline on ka söödaratsioon eri kasvuperioodidel. Näiteks kui kaksikvasikatest üks ei ole saanud piisavalt süüa esimese kolme kuu jooksul, siis hilisem söötmine ei kaota tekkinud kaaluvahet; kui üks vasikatest on olnud alasöödetud esimesed kolm kuud, teine viimased kolm kuud enne tapmist, siis nende liha kvaliteet on väga erinev.
Inimeste toitumises on lihal väga suur osakaal, kuid samas seonduvad lihaga paljud toidumürgistuste juhtumid nii Euroopa Liidus kui mujal maailmas. Arvestades eelnevat on äärmiselt oluline, et toore ja töödeldud liha valmistamisel rakendatakse õigeid hügieeni meetmeid vähendamaks toidupatogeenide ja roisubakterite esinemist. Euroopa Liidu põllumajanduse ja toidutööstuse, sealhulgas kalanduse uurimisprogrammi eesmärk on toiduohutuse kindlustamine. Antud peatükk käsitleb värske liha riknemist mikroobide elutegevusest tingituna ning selle kontrolli. Liha maksimaalne säilivusaeg on aeg alates liha käitlemisest kuni ajani, mil liha muutub tarbijale vastuvõetamatuks. Jahutamine ja külmutamine on värske liha säilimisaja pikendamise põhimeetoditeks. Jahutamine on tihti kombineeritud teiste meetoditega, näiteks vaakumpakendamisega või modifitseeritud atmosfääris pakendamisega (MAP).
Liha riknemine on keeruline protsess, mida mõjutavad mitmed koostoimivad tegurid.
Toiduainetetööstuse tooraine liikidest kõigub liha morfoloogia ja keemiline koostis kõige rohkem, olenedes:
1) liha liigist: veise-, lamba-, linnu-, hobuse-, sea-, metslinnu-, ulukiliha jne;
2) looma tõust: näiteks lihatõugu veise liha erineb tunduvalt piimatõugu veise lihast;
3) looma vanusest: vana looma liha on tuimem ja sidekoerikkam kui noore looma liha;
4) füüsilisest koormusest, mis loomal on olnud eluajal; metssealiha on tumedam, sidekoerikkam, tuimem ja tugevama lõhnaga kui kodusealiha;
5) looma toitumusastmest ja söödaratsioonist: rammusatel loomadel on rasva-rikkam liha kui lahjadel loomadel; oluline on ka söödaratsioon eri kasvuperioodidel. Näiteks kui kaksikvasikatest üks ei ole saanud piisavalt süüa esimese kolme kuu jooksul, siis hilisem söötmine ei kaota tekkinud kaaluvahet; kui üks vasikatest on olnud alasöödetud esimesed kolm kuud, teine viimased kolm kuud enne tapmist, siis nende liha kvaliteet on väga erinev.
Inimeste toitumises on lihal väga suur osakaal, kuid samas seonduvad lihaga paljud toidumürgistuste juhtumid nii Euroopa Liidus kui mujal maailmas. Arvestades eelnevat on äärmiselt oluline, et toore ja töödeldud liha valmistamisel rakendatakse õigeid hügieeni meetmeid vähendamaks toidupatogeenide ja roisubakterite esinemist. Euroopa Liidu põllumajanduse ja toidutööstuse, sealhulgas kalanduse uurimisprogrammi eesmärk on toiduohutuse kindlustamine. Antud peatükk käsitleb värske liha riknemist mikroobide elutegevusest tingituna ning selle kontrolli. Liha maksimaalne säilivusaeg on aeg alates liha käitlemisest kuni ajani, mil liha muutub tarbijale vastuvõetamatuks. Jahutamine ja külmutamine on värske liha säilimisaja pikendamise põhimeetoditeks. Jahutamine on tihti kombineeritud teiste meetoditega, näiteks vaakumpakendamisega või modifitseeritud atmosfääris pakendamisega (MAP).
Liha riknemine on keeruline protsess, mida mõjutavad mitmed koostoimivad tegurid.
NB! Vasta järgnevale küsimusele! Klikates küsimusel on võimalik teada saada põhjalikum vastus. Millest võib oleneda mikroobne saastumine?
rümpade algsest mikrobioloogilisest kvaliteedist
liha tüübist, nt. punane-, linnu- või kalaliha
säilitamisviisist ja ajast enne pakendamist
jaekaubandusega seonduvast
Oluline on, et värske liha säiliks kvaliteetsena tarbimiseni. Värske liha säilimist mõjutavad mitmed tegurid, kuid kõige olulisem on temperatuur. Isegi mõne kraadi ulatuses temperatuuri kõikumine võib põhjustada toote kvaliteedi häireid. Temperatuur mõjutab otseselt külma tolerantsete roisubakterite paljunemist. Liha säilitamist mõjutavad seesmised tegurid nagu loomaliik ja peale tapmist lihastes toimuvad keemilised protsessid. Välised tegurid hõlmavad põhiliselt looma tapmisele järgnevat bakteriaalset saastumist ning liha pakendamise ja säilitamise tingimusi. Liha saastavad mikroorganismid pärinevad enamasti pinnasest, seedetrakti sisaldisest, looma nahalt, tootmiskeskkonnast, tapamaja personalilt ja veest. Jahutatud liha riknemist põhjustavad mikroobid, mis on külmatolerantsed, pärinevad eeskätt keskkonnast, mitte looma sooletraktist. Mikrobioloogilist saastumist on allikate rohkusest tingituna väga raske vältida. Heade tootmis- ja hügieenitavadega on võimalik saastumist oluliselt vähendada. Kontaminatsiooni mikrofloora on liigirohke. Bakterite arvu ja tüüpi mõjutavad erinevad tegurid ning rakendatavad tootmismeetodid. Linnuliha puhul võib näitena esitada kupatamisvee temperatuuri ja kasutatavaid jahutamismeetodeid (nt. õhk-, vesi- ja auruga jahutamine). Hoolimata lihaskoe erinevustest loomaliigiti erinevast on mikrobioloogilise riknemise omadused siiski märkimisväärselt sarnased. Bakteriaalsed saastajad võivad kanduda rümba kõikidele pindadele: rümpade välispinnale, fastsiatele, kopsu- ja kõhukelmele ning siseelundite pinnale. Sügaval asetsevad koed saastuvad suhteliselt harva või ei saastu üldse. Külmatolerantsed mikroorganismid võivad ristsaastumise tulemusena kanduda lihale ladustamise ja säilitamise ajal. Mikroobide kooslus ja kasvukiirus sõltuvad temperatuurist, õhu koostisest ning liha keemilistest näitajatest, nt. pH, veeaktiivsus, redokspotensiaal, lihaskoe tüüp jne.
Liha bakteriaalne riknemine
Värskel lihal on kõrge veeaktiivsus, mis mõjutab bakterite paljunemist tänu kergesti omastatavatele madala molekulaarmassiga ainetele (süsinik) ja energiale (glükoos, piimahape, aminohapped, kreatiin). Väga oluliseks bakterite kasvu mõjutavaks sisemiseks teguriks on pH. Kui liha pH > 6.0, viitab see looma eluajal esinenud stressile, millest tingituna on ära kulutatud lihaste glükogeeni varud ning tapmise järgselt tekib vähesel hulgal piimhapet. Selline liha on tume, tihke ja puudutamisel kuiv ning tulenevalt vastavatest inglise keelsetest sõnadest kutsutakse DFD (dry, firm and dark) lihaks. DFD liha rikneb kiiremini ja omab erinevaid füüsikalis-keemilisi omadusi võrreldes lihaga, millel on madalam pH. Liha, mille pH langeb peale tapmist liiga kiiresti, on tuntud lühendina PSE (pale, soft and exudative). Antud liha on hele, pehme ja vesine. Mõlemad eelnimetatud lihatüübid riknevad suhteliselt kiiresti, mistõttu ei kõlba müügiks värske lihana.
Normaalse pH juures (5,3-5,8 punase liha puhul ja 5,4-6,2 linnuliha puhul) õhu käes säilitades saastub liha tavaliselt Pseudomonas´e liikidega, mis toodavad teravat lõhna, gaasi ja paljunevad teistest riknemist põhjustavatest aeroobsetest bakteritest (nt. Enterobacteriaceae, Brochotrix thermosphacta) kiiremini. Viimati nimetatud bakterite arvu lihas määrab eelkõige algne saastumisaste ja säilitamistemperatuur. Võrreldes veiselihaga kasvab B. thermosphacta paremini lamba- ja sealihas. Shewanella putrefaciens esineb eelkõige DFD lihas, kuid ei ole suuteline arenema pH väärtustel rohkem kui 6,0.
Riknemine ilmneb, kui mikroobide arvukus ulatub normaalse pH juures 107–108 organisminini/cm2-i kohta, DFD lihal ca. 106 organismi/cm2-i kohta. Seda erinevust saab osaliselt selgitada sellega, et bakterite aminohapete ainevahetusproduktid kuhjuvad ja tekivad riknemisele viitavad ning selgelt tajutavad lõhnad. Protsess ei käivitu enne, kui glükoos, mis on eelistatuim lähteaine bakterite paljunemisel, on ära tarvitatud. DFD liha sisaldab vähe glükoosi ning seega lülitub bakteri ainevahetus kiiremini üle aminohappelisele ainevahetusele.
Liha säilitamine vaakumpakendis või süsihappegaasiga rikastatud keskkonnas (jääkhapnik < 1% v/v) soodustab eelkõige piimhappebakterite paljunemist. B. thermosphacta ja Enterobacteriacae arvukuse määrab eelkõige esialgne saastumistase, liha pH, temperatuur ja liha tüüp. B. thermosphacta ei ole võimeline kasvama anaeroobselt ning pH väärtustel alla 5,7. DFD liha ei ole soovitatav vaakumpakendada, kuna S. putrefaciens ja/või Enterobacteriacae hakkavad kiiresti domineerima. Eelmainitud bakterid toodavad ebameeldivat lõhna ja põhjustavad rohelist värvingut, mis tekib müoglobiini ja vesiniksulfiidi reaktsioonist. Nimetatud reaktsioonist tekib sulfmüoglobiin. Vajadusel võib DFD liha pakkida vähese hapniku sisaldusega atmosfääri, mis sisaldab 30 ‑ 40% CO2. Antud tingimustes on S. putrefaciens`i ja Enterobacteriacae kasv pärsitud ja domineerima hakkavad piimhappebakterid. Normaalse pH-ga liha säilitatamisel vaakumis või süsihappegaasiga rikastatud atmosfääris (jääkhapnik < 1%) on võimalik oluliselt pikendada liha säilimise kestvust. Piimhappebakterite arvukus sõltub glükoosi fermentatsioonil tekkivast energiast.
Suure hapniku sisaldusega (60-80% v/v) atmosfääris pakendatud lihas moodustub mikroobide kooslus normaalse pH juures piimhappebakteritest, B. thermosphacta ja Pseudomonas liikidest. Nende bakterite arvukus sõltub, kas liha on pakendatud vaakumisse (piimhappebakterid) või säilitatakse rümbana (Pseudomonas spp.). B. thermosphacta on iseloomulik sea- ja lambalihale. Mikroobide koosseisu mõjutavad säilitamisviis, temperatuur ja esialgne saastatuse aste. Kõrge hapniku tasemega atmosfääris on normaalsel ja DFD lihal võrreldavad säilimisajad.
Säilitamistemperatuuri mõju mikroobikooslustele liha riknemisel
Erinevusi mikroobikoosluste tasandil saab selgitada eelkõige nende paljunemistemperatuuri, hapnikutarve ja CO2 tundlikkuse põhjal. Pseudomonas spp. on võimeline paljunema 1% hapniku sisalduse, madala temperatuuri ja < 20% (v/v) süsinikdioksiidi kontsentratsiooni juures. Piimhappebakterid on võimelised paljunema ka tingimustes, kus madal temperatuur on kombineeritud 100% süsihappegaasi kontsentratsiooniga. Enterobacteriaceae ja B. thermosphacta ei talu madalaid temperatuure võrreldes Pseudomonas spp. ja piimhappebakteritega. B. thermosphacta talub süsihappegaasi paremini kui Pseudomonas spp., kuid halvemini kui piimhappebakterid. Eeltoodud bakterid võivad edukalt paljuneda nii hapniku juuresolekul kui puudusel, kuid pH väärtused alla 6,0 pärsivad kasvu oluliselt.
Säilimisaja pikendamise meetodid
Toidu säilimisaeg on vahemik tootmisest kuni ajani, mil toit muutub oma omadustelt kasutajale vastuvõetamatuks. Seda aega mõõdetakse päevades. Jahutamine ei ole tavaliselt bakteritsiidne protsess, seetõttu on oluline, et säilitamisel oleks liha temperatuur võimalikult madal ja püsiks stabiilsena. Heade tootmistavade rakendamine aitab seda osaliselt saavutada. Orgaaniliste hapete kasutamine võimaldab teatud lihatoodete gruppide säilivusaega oluliselt pikendada.
Värske liha tooteid peab hoidma alla 4°C, soovitavalt alla 2°C. Antud temperatuuride rakendamine on praktikas suhteliselt harva rakendatav. Jahutamine on sageli seotud mikroobide vastaste tõkete kombineerimisega, tavaliselt liha ümbritseva gaasilise keskkonna muutmisega. Kasutusel on spetsiaalsed läbipaistvad kilematerjalid, mis võimaldavad selektiivset gaaside läbilaskmist. Kasutades materjale, mille läbitavus on < 20 ml/m2/päevas/atmosfääri saab säilitusaega 10-15% pikendada. Teist liiki pakkematerjalide eeltingimused on, et nad oleksid kuumutamis- ja trükikindlad. Aja jooksul pakendi gaasiline koostis muutub. Põhiliselt kasutatakse gaasilisel pakendamisel süsihappegaasi, mis on oluline mikroobide inhibiitor; hapnikku, mis säilitab liha punase värvuse; lämmastikku, mida madala vees lahustuvuse tõttu nimetatakse „täitjaks“, mis väldib pakendi kokku vajumist. Süsihappegaasi antimikroobset efekti pole veel täielikult välja selgitatud. Gaasi lahustuvuse tõstmine ja temperatuuri langetamine suurendavad antibakteriaalseid omadusi jahutamistemperatuuri juures.
Teaduslikult on tõestatud, et 20%-ne süsihappegaasi sisaldus pärsib bakterite, eriti Pseudomonas spp. (põhilised liha riknemist põhjustavad bakterid) kasvu.
MAP´i eelised:
· kinnine pakend
· pikem säilivusaeg
· tarbijate teadlikkuse tõus
· standarditele vastav tootmissüsteem
MAP´i negatiivsed küljed:
· kallis aparatuur ning sellega seonduv (gaasid jt.)
· mahukam pakend
MAP- muudetud atmosfääriga pakend
Tuleviku arengusuunaks on süsteem, mis hõlmab säilitamisruumi täpset atmosfääri kontrolli. Antud meetod oleks sobilik värske liha ja rümpade efektiivsemaks säilitamiseks. Madala rõhu juures säilitamine eeldab temperatuuri 0°C ja kõrget suhtelist õhuniiskust (95 %).
Säilivusaja hindamine
Säilivusaja hindamiseks kasutatakse mikroorganismide poolt toodetud ainevahetusproduktide keemilisi määramismeetodeid. Kasutatakse füsiokeemilisi indikaatoreid. Senini puudub lihtne ning universaalselt efektiivne „ lakmuspaberi“ test, mis oleks odav ja korratav (repeatebility) ning annaks tarbijale hinnangu aja kohta, millal liha muutub tarbijale kõlbmatuks.
Bakterioloogilised meetodid Tootmishügieeni hindamiseks rakendatakse elusrakkude arvukuse ja kolilaadsete bakterite määramist. Lisaks eeltoodule kasutatakse adenosiintrifosfaadi (ATP) ja elektrijuhtivuse muutumise määramist (impedance). Toodete säilivusaja määramisel on ATP ja elektrijuhtivuse muutumise määramise meetodite puuduseks eelkõige aparaatide (k.a. kemikaalide) kallidus ning puudujäägid meetodite spetsiifilisuse osas. Viimasel ajal on huviorbiidis olnud ennetava mikrobioloogia rakendamise võimalused, mis tõotab kujuneda kasutatavamaks meetodiks toodete ohutuse määramisel.
Pseudomonas spp. ning osad piimhappebakterite liigid on põhilised toiduainete riknemist põhjustava mikrofloora esindajad. Bakterite loendamiseks kasutatakse sihtmärk organismide spetsiifilisi söötmeid. Sõltumata eeltoodust pole ükski kaubanduses kättesaadav kasvukeskkond täielikult selekteeriv. Külmataluva mikrofloora hindamine selektiivsöötmel, mida on inkubeeritud temperatuuridel 25-30°C annab mõistetava korrelatsiooni bakterite arvukuse ja toote säilimisaja vahel madalatel temperatuuridel.
Säilimisaja hindamise biokeemilised ja füüsikalis-keemilised indikaatorid annavad teavet muutuste kohta, mis toimuvad lihas või liha pinnal mikrobioloogilise aktiivsuse või biokeemiliste muutuste tõttu. Muutused ilmnevad paralleelselt mikroobide kasvu ja toote riknemisega.
Need indikaatorid sõltuvad:
- glükoosi ja hüpoksantiini kontsentratsioonist lihas
- proteolüüsi metaboliitidest nagu alkoholid, ketoonid ja väävli ühendid.
- aminohapete katabolismi tagajärel langenud arginiini tasemest ja tõusnud tsütosiini tasemest
- biogeensete amiinide tootmisest, näit. Enterobacteriaceae poolt putrestsiini tootmine lüsiinist ja Pseudomanas spp. poolt kadaveriini tootmine arginiinist või ornitiinist ja ammoniaagi moodustumisest.
Jahutatud liha ohutus
Liha riknemine on enamasti tingitud mittepatogeensete bakterite paljunemisest. Teatud bakterid (külmatolerantsed ehk psührofiilid) kasvavad edukalt jahutatud lihas ning lihatoodetes. Säilivusaja pikendamine võimaldab külmatoleratsetel patogeenidel paljuneda ohtliku tasemeni ilma, et väliselt oleks riknemist märgata. Toodete säilimisaega pikendatakse nt. MAP-pakendamisega. Võrreldes värske lihaga, mida on säilitatud tavapärases õhu keskkonnas, on nakatumise oht modifitseeritud atmosfääris pakendatud lihaga väiksem, sest piisavalt madal temperatuur (0 - 2°C) aeglustab ja pidurdab bakterite paljunemist.
Klostriidiumid, eriti Cl. botulinum, on võimelised arenema ja paljunema madala hapnikutasemega keskkonnas nt. MAP-toodetes. Tuginedes teaduslike uurimistööde ja riiklike seirete andmetele võib väita, et mainitud ohu esinemise tõenäosus on väga väike.
Külmatolerantsed patogeenid nt. Aeromonas, Listeria ja Yersinia perekonna esindajad kasvavad edukalt lihas, millel on kõrge pH ning mida säilitatakse MAP-is. Eeltoodule vaatamata pidurdab süsihappegaasi kõrge kontsentratsioon nende patogeenide kasvu ja seetõttu on nakatumise risk tarbijale suhteliselt väike.
Nõuetekohane jahutamine on liha säilimisaja pikendamisel tähtsaim faktor. Kõige olulisem on efektiivse ning katkematu külmahela säilitamine, alates tööstuslikust tootmisest kuni tarbimiseni. Tuleb meeles pidada, et jahutamine ei tapa kõiki baktereid ning sellest tingituna omab eeskujulik tootmishügieen väga olulist rolli.
- Jahutatud liha põhilised saastajad on pseudomoonased. Erinevad toodete säilimisaja pikendamise meetodid (MAP, vaakumpakendamine jt.) aitavad oluliselt alandada või isegi vältida antud bakterite paljunemist.
- Modifitseeritud atmosfääris pakendatud liha säilitamine ei paranda oluliselt mikrobioloogilist kvaliteeti, vaid lükkab riknemise edasi. MAP-pakendamine parandab toodete säilimise kvaliteeti ning vähendab lihapatogeenidega haigestumise riski, mis on tingitud eelkõige mikroobide generatsiooni aja pikenemisest ja seetõttu bakterite üldarvu vähenemisest. Tuleb meeles pidada, et tooted, millel on eriti pikad säilivusajad, võivad lõppkokkuvõttes saada tarbijatele ohtlikeks, kui nad on saastunud patogeenidega nagu Listeria monocytogenes ja Yersinia eneterocolitica (madalatel pluss temperatuuridel edukalt paljunevad mikroorganismid).
- Tumedal, tihkel ning kuival ehk DFD lihal, mille pH > 6.0, on võrreldes normaalset pH-d omava lihaga lühem säilimisaeg ning sellist liha ei tohiks vaakumisse pakendada, kuna mikroobidest tingituna esineb kiire H2S produktsioon.