Reakcje miêœni na dzia³anie impulsów stymulacyjnych
Wprowadzone do miêœni pó³tusz lub miêœni æwierætusz wo³owych impulsy stymulacyjne ju¿ po 1 sekundzie wywo³ywa³y postêpuj¹cy silny skurcz miêœni ca³ego elektrostymulowanego elementu tuszy wo³owej. Obserwo-wane reakcje motoryczne zale¿¹ od wielu czynników przy¿yciowych oraz poubojowych, jak równie¿ od rodzaju elementu tuszy poddanego elektrostymulacji.
Rys. 2. Pó³tusza wo³owa przed zabiegiem ESWN i w trakcie zabiegu – widoczne skrócenie i skurcz miêœni ca³ej pó³tuszy w postaci podwijania siê i skrêcania.
przed ESWN w czasie ESWN
Rys. 3. Æwierætusza przednia wo³owa przed zabiegiem ESWN i w trakcie zabiegu – widoczny skórcz miêœni w postaci podwijania siê i skrêcania æwierætuszy.
przed ESWN w czasie ESWN
przed ESWN w czasie ESWN Rys. 4. Æwierætusza tylna wo³owa przed zabiegiem ESWN i
jej reakcja motoryczna w trakcie zabiegu – widoczny skórcz miêœni.
Tabela 1. Zmiany stê¿enia jonów wodorowych (pH) w elementach kontrolnych (K) i elektrostymulowanych (ES).
Zestawienie wyników stanowi œredni¹ z 15 prób. W nawiasach podano wartoœci odchylenia standardowego
A, B;..,F; a, b,...,e – wartoœci umieszczone w tych samych kolumnach oznaczone ró¿nymi du¿ymi literami, ró¿ni¹ siê wysoko istotnie przy a = 0,01, wartoœci oznaczone ró¿nymi ma³ymi literami ró¿ni¹ siê istotnie przy a = 0,05. (wielokrotny test rozstêpu Duncana).
** - ró¿nice wysoko istotne przy a = 0,01 (t = 2,98) (test t-Studenta).tab.
Otrzymane wyniki pomiarów pH zamieszczono w tabeli 1.
W dostêpnych danych literaturowych nie znaleziono doniesieñ na temat wp³ywu parametrów impulsu elektrycznego stosowanych w niniejszej pracy, na zmiany jakoœciowe æwierætusz wo³owych. Badania wykaza³y, ¿e zastosowane parametry pr¹du w elektrostymulacji æwierætusz spowodowa³y uzyskanie wysoko istotnych ró¿nic wartoœci pH w æwieræ-tuszach (K) i (S). We wszystkich elementach elektrostymulo-wanych (ES) procesy biochemiczne zachodzi³y najszybciej tu¿
po zabiegu ESWN. Ju¿ po 3/4 godziny od ESWN stwierdzono wysoko istotne ró¿nice miêdzy elementami kontrolnymi (K)
i elektrostymulowanymi (ES). Najwiêkszy spadek pH obserwowano w miêœniach LD poddanych bezpoœrednio za-biegowi ESWN. Po 3/4 godziny ró¿nica miêdzy miêœniami kontrolnymi i elektrostymulowanymi wynosi³a œrednio 0,47.
W æwierætuszach elektrostymulowanych przednich po 3/4 [8] Geesink G.H., Van Laack R.L.J.M., Barnier V.M.H., godziny od ESWN spadek pH wyniós³ 0,41 pH, natomiast S m u ld ers F.J.M.: Does electrical stimulation affect the w æwierætuszach tylnych odnotowano spadek pH o 0,44. Po 2 speed of ageing or ageing response? Sciences des godzinach od zabiegu ESWN œredni poziom pH w elektro- Aliments, 1994, 14, 409-422.
stymulowanych æwierætuszach przednich i tylnych waha³ siê w [9] Hwang I.H., Thompson J.M.: The effect of time and type granicach 6,0. W elementach kontrolnych (K) w tym samym of electrical stimulation on the calpain system and meat czasie i tych samych warunkach obserwowano znacznie tenderness in beef longissimus dorsi muscle, Meat mniejsze zmiany wartoœci pH. Po oko³o 3 godzinach od ESWN Science, 2001, 58, 135-144.
tempo zmian stê¿enia jonów wodorowych (pH) zmniejszy³o [10] Hwang I.H., Thompson J.M.: The interaction between siê. Pomimo tego równie¿ po 24 h od ESWN stwierdzono pH and temperature decline early postmortem on the istotne ró¿nice miêdzy elementami kontrolnymi i elektro- calpain system and objective tenderness in electrically stymulowanymi. Najmniejsze ró¿nice w tym czasie obserwo- stimulated beef longissimus dorsi muscle, Meat Science, wano w pó³tuszach. Uzyskane wyniki znajduj¹ potwierdzenie 2001, 58, 167-174.
w pracach innych autorów [42, 32, 23, 46, 40, 34, 8, 4].
[11] Kien S., Borzuta K.: Wp³yw elektrostymulacji i tem-peratury wych³adzania na kruchoœæ i jasnoœæ barwy
WNIOSKI
miêœni wycinanych z ciep³ych pó³tusz ja³ówek, Roczniki 1. Pod wp³ywem zastosowanych impulsów stymulacyjnych IPMiT, 1997, 34, 29-36.najwiêksze skurcze miêœni obserwowano w pó³tuszach [12] Korzeniowksi W., Ostoja H.: Wp³yw elektrostymulacji wo³owych a najmniejsze w æwierætuszach tylnych. na dynamikê przemian poubojowych i niektóre 2. Zastosowana elektrostymulacja pó³tusz i æwierætusz oraz w³aœciwoœci technologiczne tkanki miêsnej, Gospodarka
miêœni pochodz¹cych z uboju krów, wywo³uje statystycz- Miêsna, 1984, 36 (4), 14-18.
nie wysoko istotne przyspieszenie procesu zakwaszenia [13] Krzywicki K., Wich³acz H.: Charakterystyka
wa¿niej-miêœni. szych wyró¿ników jakoœci wo³owiny, Przemys³
3. Wykazano zró¿nicowane zmiany poubojowe w elektrosty- Spo¿ywczy, 1974, 28, 344-348.
mulowanych elementach tuszy wo³owej. [14] Kunis J., Specht H.: Electrical stimulation an effective 4. Zaprezentowane w prowadzonych badaniach techniki method to produce meat of high quality, Acta Alimentaria
stymulacji elektrycznej ró¿nych elementów tuszy wo³owej, Polonica, 1988, 14 (1), 73-79.
parametry bodŸca elektrycznego oraz konstrukcje elektrod [15] Li Y.I., Siebenmorgen T.J., Griffis C.L.: Electrical okaza³y siê skuteczne. stimulation in poultry: A review and evaluation, Poultry 5. Zastosowana w badaniach metoda elektrostymulacji Science, 1993, 72 (1), 7-22.
wysokonapiêciowej przystosowana do pracy w warunkach [16] Mielnik J., Meller Z., Goszczyñski J., Wich³acz H.:
przemys³owych powinna mieæ szerokie zastosowanie Wp³yw niektórych czynników na kruchoœæ miêsa w przemyœle miêsnym. wo³owego, Postêpy Nauk Rolniczych, 1980, 3, 109-124.
[17] Mielnik J., Sobina I., Meller Z., Rydzik W.: Czynniki warunkuj¹ce barwê miêsa, Postêpy Nauk Rolniczych,
LITERATURA
1982, 29/34 (1/2), 63-76.[18] Mikami M., Kudoh T., Hayashi A., Hiruta E., Miura H.:
[1] Budny J., Cierach M., ¯ywica R.: Niektóre efekty
Effects of electrical stimulation on myofibrillar Proteins zastosowania wysokonapiêciowej elektrostymulacji
and tenderness of beef muscle, Agric. Biol. Chem. 1990, pó³tusz bydlêcych, Gospodarka Miêsna, 1995, 5, 22-24.
54 (2), 531-532.
[2] Èepin S., Èepon M., Žgur S.: Analysis of some effects on
[19] Ostoja H., Korzeniowski W.: Wp³yw elektrostymulacji pH and colour of beef, Proc. 41 st ICoMST, San Antonio,
na niektóre cechy fizyczne wo³owej tkanki miêœniowej, USA, 1994, 376.
Postêpy Techniki Przetw. Spo¿ywczego, 1992, 1 (1), [3] Claus J.R., Kropf D.H., Hunt M.C., Kastner C.L.,
15-18. (72).
Dikeman M.E.: Effects of beef carcass electrical
[20] P-135151 Szorc J.: Urz¹dzenie do elektrostymulacji tusz stimulation and hot boning on display color of unfrozen
zw³aszcza wo³owych.
vacuum packaged steaks, Journal of Food Science, 1985,
50 (4), 881-883. [21] P-141829 Szorc J.: Uk³ad elektryczny do elektrostymu-lacji miêsa bydlêcego i koñskiego.
[4] den Hertog Meischke M.J.A., Smulders F.J.M., van
Logtestijn, J.G., van Knapen F.: The effect o electrical [22] Pearson A.M., Dutson T.R.: Electrical stimulation, stimulation on the water-holding capacity and protein Advances in Meat Research, 1985, 1.
denaturation of two bovine muscles, 1997, Journal [23] Pospiech E., Dzier¿yñska-Cybulko B., Zubielik P.:
Animal Science, 1997, 75, 118-124. Analiza zmian glikolitycznych i kruchoœci miêœni [5] Fabiansson S., Libelius R.: Structural changes in beef bydlêcych poddanych elektrostymulacji
niskonapiê-Longissimus dorso induced by postmortem low voltage ciowej, Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu, 1992, electrical stimulation., Journal of Food Science, 1985, 233, 75-83.
50, 39-43. [24] Pospiech E., Pyrcz J., Dolata W., Uchman W.: Postêp
[6] Fik M.: Wp³yw elektrostymulacji na jakoœæ miêsa techniczno-technologiczny w przetwórstwie miêsnym mro¿onego, Przemys³ Spo¿ywczy, 1986, 40 (3/4),64-66. „Stan aktualny i perspektywy rozwoju wybranych
dziedzin przetwórstwa ¿ywnoœci” pod redakcj¹ J.R.
[7] Froning G.W., Uijttenboogaart T.G.: Effect of
post-Warchalewskiego t.2. Wyd. PTT¯ Oddz. Wielkopolski, mortem electrical stimulation on color, texture, pH and
1995.
cooking losses of hot and cold deboned chicken broiler
breast meat, Poultry Science, 1988, 67 (11), 1536-1544. [25] Renerre M.: Effect of electrical stimulation on meat colour, Sciences des Aliments, 1983, 3, 371-380.
[26] Renerre M., Dantchev S.: Influen ce of electrical [39] Szorc J., Korpal W.: Polskie metody elektrostymu-stimulation and carcass chilling mode on lamb meat lacyjnej regulacji jakoœci miêsa, XXXI Sesja Naukowa colour stability, Sciences des Aliments, 1987, 7 (4), 535- Komit etu Technolo gii i Chemi i ¯ywno œci PAN,
548. „¯ywnoœæ w dobie ekspansji naukowej: potencja³,
oczekiwania, perspektywy”, Poznañ 2000.
[26] Renerre M., Dantchev S.: Influence of electrical
stimulation and carcass chilling mode on lamb meat [40] Uytterhaegen L., Claeys E., Demeyer D.: The effect of colour stability, Sciences des Aliments, 1987, 7 (4), 535- electrical stimulation on beef tenderness, protease
548. activity and myofibrillar protein fragmentation,
Biochimie, 1992, 74, 275-281.
[27] Roeber D.L., Cannell R.C., Belk K.E., Tatum J.D., Smith
G.C.: Effects of a unique of electrical stimulation on [41] Wich³acz H.: Wp³yw postêpowania z byd³em przed tenderness, color, and quality attributes of the beef ubojem na przydatnoœæ miêsa do celów kulinarnych, longissimus muscle, Journal Animal Science, 2000, 78, Gospodarka Miêsna, 1995, 47 (12), 58-60.
1504-1509. [42] Wich³acz H., Borzuta K., GóŸdŸ H.: Zastosowanie
[28] Röhrmoser G.: Wp³yw intensywnoœci i technologii elektrostymulacji do poprawy jakoœci miêsa cielêcego,
¿ywienia na jakoœæ rzeŸn¹ tusz buhajów, wolców, Gospodarka Miêsna, 1991, 11, 3-5.
ja³owek, Biul. Inf. Inst. Zoot., 1992, 30, (3-6), 36. [43] Young O.A., Priolo A., Simmons N.J., West J.: Effects of [29] Sams A.R.: Meat quality during processing, Poultry rigor attainment temperature on meat blooming and
Science, 1999, 78 (5) 798-803. colour on display Meat Science, 1995, 52, 47-56.
[30] Savell J.W., McKeith F.K., Smith G.C.: Reducing post [44] Zocchi C., Sams A.R.: Tenderness of broiler breast fillets mortem aging time of beef with electrical stimulation, from carcasses treated with electrical stimulation and Journal of Food Science, 1981, 46, 1777-1781. extended chilling times, Poultry Science, 1999, 78 (3),
495-498.
[ 31 ] S c h w ä g e l e F . : K ü h l u n g , K ü h l l a g e r u n g u n d
Fleischreifung, Fleischwirtsch, 1999, 88, (1), 103-106. [45] ¯ywica R.: Wp³yw elektrostymulacji wysokonapiêcio-wej na przebieg zmian poubojowych miêsa wo³owego [32] Smulders F.J.M., Eikelenboom G., Lambooy E., van
charakteryzowanych wybranymi parametrami fizyko-Logtestijn J.G.: Electrical stimulation during
chemicznymi, Rozprawy i monografie 12, Wydawnictwo exsanguinations: Effects on the prevalence of blood
ART. Olsztyn, rozprawa habilitacyjna, 1999.
splash and on sensory quality characteristic in veal, Meat
Science, 1989, 26, 89-99. [46] ¯ywica R., Budny J., Cierach M.: Wybrane aspekty zastosowania nowej konstrukcji wysokonapiêciowego [ 33 ] S p e c h t H . , K u n i s J . : K a l t e v e r k u r z u n g u n d
elektrostymulatora tusz bydlêcych, Gospodarka Miêsna, E l e k t r o s t i m u l a t i o n . A u s w i r k u n g e n a u f d i e
1995, 6, 26-28.
B e s c h a f f e n h e i t v o n S c h a f - u n d R i n d f l e i s c h , Fleischwirtschaft, 1989, 69 (8), 1275-1280.
[34] Stiffler D.M., Griffin C.L., Smith G.C., Lunt D.K., Savell STUDIES ON EFFECT OF HIGH VOLTAGE J.W.: Effects of electrical stimulation on carcass quality ELECTROSTIMULATION ON POST MORTEM and meat palatability traits of Charolais crossbred bulls CHANGES OF UNITS OF BEEF CARCASS and steers, Journal of Food Science, 1986, 51 (4),
883-885. SUMMARY
[35] Szorc J.: Elektrostymulacyjna regulacja jakoœci miêsa bydlêcego, Zeszyty Naukowe Politechniki Bia³ostockiej
In this paper we have presented abilities to apply Nauki Techniczne, 1984, 44. Mechanika, 4.
electrostimulation of any unit of beef carcass. Motorical [36] Szorc J.: Badanie w³aœciwoœci elektrycznych surowca reactions of different units of beef carcass generated by electric
organicznego i projekt specjalnego stanowiska do impulses (tES ~ 120 [s]; U = 350 [V]; I ~ 1,35 [A]; f = 50 [Hz], elektrostymulacji wysokonapiêciowej du¿ych zwierz¹t sinusoidal impulse, saturation of half of sinusoid [%] 45) as po uboju, Zeszyty Problemowe Postêpów Nauk well as the rate of after–slaughter changes in control (K) and Rolniczych, 1996a, 430, 119-125. electrostimulated (ES) units have been observed on the basis of [37] Szorc J.: Innowacyjne rozwi¹zania w nowej linii do pH measurements. It was shown that ESWN had an effect on the
produkcji miêsa i procesie jego przechowywania, desirable changes of post mortem units.
Zeszyty Problemowe Postêpów Nauk Rolniczych, 1996b, 430, 175-182.
[38] Szorc J.: Ocena w³aœciwoœci technologicznych miêsa elektrostymulowanego i model nowatorskiego stanowiska do obróbki elektrycznej pó³tusz du¿ych zwierz¹t rzeŸnych, Zeszyty Problemowe Postêpów Nauk Rolniczych, 1996c, 430, 51-57.
S³owa kluczowe: funkcja harmoniczna z t³umieniem, trans- Celem pracy jest znalezienie empirycznych rozwi¹zañ port wilgoci, ziarno pszenicy, sorbent naturalny, suszenie. s³u¿¹cych do opisu procesu transportu wilgoci z sorbatu do
sorbentu oraz okreœlenie wp³ywu temperatury sorbentu na wy¿ej wymieniony proces.
WSTÊP
Mechanizm wi¹zania wody w kapilarno-porowatym ciele, Ziarna pszenicy s¹ podstawowym surowcem przetwórstwa
jakim jest ziarno zbó¿, polega na mechanicznym wi¹zaniu spo¿ywczego w bran¿y zbo¿owo-m³ynarskiej, a postêp
cieczy si³ami ciê¿koœci i napiêcia powierzchniowego oraz w technice suszenia ziarna jest od lat przedmiotem badañ wielu
adsorpcji fizycznej, której towarzyszy kondensacja kapilarna.
oœrodków naukowych i zespo³ów prowadz¹cych prace
Dlatego równowaga suszarnicza mo¿e mieæ charakter badawczo-rozwojowe.
równowagi adsorpcyjnej, absorpcyjnej lub osmotycznej.
Proces suszenia i dosuszania ziarna jest jednym z
naj-Uk³ad; materia³ wilgotny – sorbent d¹¿y do równowagi bardziej energoch³onnych procesów w bran¿y. Niesie to za
termodynamicznej (hydrotermicznej). Okreœla j¹ równoœæ sob¹ du¿e koszty zwi¹zane z zu¿yciem energii elektrycznej.
potencja³ów przenoszenia wody. W stanie równowagi W zwi¹zku z powy¿szym istnieje koniecznoœæ poszukiwania
hydrotermicznej potencja³ przenoszenia wody stykaj¹cych siê nowych metod pozwalaj¹cych na obni¿enie nak³adów
cia³ jest równy, ale w zale¿noœci od ich higroskopijnoœci, ró¿ne finansowych zwi¹zanych z tymi procesami. Tak¿e wymogi s¹ zawartoœci wody w tych cia³ach. [5]
ostatnich lat preferuj¹ce koniecznoœæ zmniejszania zu¿ycia
energii stwarzaj¹ mo¿liwoœæ rozwoju metody omówionej
METODYKA BADAÑ
w artykule jako jednej z niekonwencjonalnych metod suszenia
Przeprowadzono 4 serie badañ wymiany wody miêdzy p³odów rolnych.
ziarnami pszenicy o ró¿nej wilgotnoœci dla dwóch ró¿nych Proces suszenia zbó¿ jest rozpatrywany na podstawie teorii
udzia³ów masowych sorbatu i sorbentu. Dla ka¿dego sk³adu suszenia konwekcyjnego [3,4]. Ma on zastosowanie w
suszar-wykonano dwa powtórzenia. Badania prowadzono uwzglê-kach i urz¹dzeniach dosuszaj¹cych wykorzystuj¹cych
pod-dniaj¹c dwa ró¿ne stopnie podgrzania sorbentu. Sk³ad grzane powietrze. Do procesu suszenia i obni¿ania wilgotnoœci
mieszaniny dla poszczególnych prób pszenicy przedstawia ziarna wykorzystuje siê równie¿ sorbent, którego zastosowanie
tabela 1.
mo¿e byæ dwojakie:
– poœrednie: polegaj¹ce na osuszaniu powietrza, które Tabela 1. Sk³ad mieszaniny dla poszczególnych prób pszenicy nastêpnie poch³ania wilgoæ z ziarna,
– bezpoœrednie: polegaj¹ce na zmieszaniu ziarna z sor-bentem mineralnym lub naturalnym.
Najczêœciej stosowanymi sorbentami mineralnymi s¹: ¿el kwasu krzemowego, bentonit sodowy i inne. Mittal i Lapp [2]
zastosowali jako sorbent piasek nagrzany do temperatury (100±240)°C. Badania wykaza³y, ¿e suszenie ziarna t¹ metod¹ jest nie tylko szybsze, ale i tañsze o oko³o 20% w porównaniu z suszeniem metodami konwencjonalnymi. Wad¹ tej metody jest koniecznoœæ oddzielania sorbentu od suszonego ziarna po zakoñczeniu procesu suszenia.
Zastosowanie sorbentu naturalnego, jakim jest ziarno tego samego gatunku co ziarno suszone, usuwa tê trudnoœæ, poniewa¿ nie ma koniecznoœci rozdzielania ziarna po zakoñczeniu procesu. Suszenie zbó¿ rozpatrywane w oparciu
o za³o¿enia in¿ynierii chemicznej jest procesem zachodz¹cym Badanie przebiegu wymiany wody miêdzy dwiema w uk³adzie fazowym z udzia³em fazy sta³ej, dla opisu którego frakcjami ziarna pszenicy przeprowadzono w pojemniku o du¿e znaczenie ma zale¿noœæ zwana równowag¹ suszarnicz¹. pojemnoœci oko³o 3 kg, do którego wsypano odpowiednio Wilgoæ mo¿e dyfundowaæ od materia³u wilgotnego do wymieszany materia³ tak, aby wype³nia³ ca³¹ objêtoœæ czynnika susz¹cego, gdy równowagowa prê¿noœæ pary wodnej pojemnika. Do osi¹gniêcia w³aœciwego stopnia wymieszania nad materia³em jest wiêksza ni¿ prê¿noœæ cz¹stkowa pary ziaren pszenicy zastosowano metodê wsypu kominowego [1].
wodnej w czynniku susz¹cym. Nastêpuje wówczas desorpcja Sposób przygotowania sorbentu obrazuje tabela 2.
wilgoci.
Dr in¿. Katarzyna SZWEDZIAK Mgr in¿. Joanna SOBKOWICZ Wydzia³ Mechaniczny, Politechnika Opolska