اللحوم الحمراء Red Meats

تعتبر اللحوم من أوائل المواد الغذائية التي استخدمت كغذاء للإنسان. وعندما تعلم الأنسان كيف يشعل النار من حوالى 7500 عام، تعلم أيضا كيف يشوى اللحم.

وقديما وحتى وقت قريبا كانت تستهلك اللحوم مباشرة بعد ذبح الحيوان وكان البائع يشترى الحيوانات الحية ويحتفظ بها بجوار محله حتى يقوم بعملية الذبح عند البيع. وكانت هناك مشاكل لإبقاء حيوانات حية في خلال فصل الشتاء لاحتياج الانسان للمحاصيل الزراعية لغذائه. ولذلك تم اتباع طرق الحفظ كالتمليح والتجفيف واستخدام التوابل، ومن هنا ظهرت منتجات اللحوم المختلفة مثل السجق والسلامي وغيرها.

هذا ولقد بدأ استخدام التعبئة والتغليف للحوم مع ابتداء استخدام الأمونيا في أجهزة التبريد في أواخر عام 1800 بدلا من استخدام الثلج، وبذلك أصبحت تعبئة اللحم طوال العام.

ولم تتقدم عمليات تعبئة وتغليف اللحوم إلا بعد ظهور الأسواق المركزية Super markets في الفترة من 1930-1940 حيث ادخلت قطعيات اللحوم المغلفة الموزونة، والمكتوب عليها السعر لتقليل تكاليف العمال، ولقد ساعد على نجاح ذلك وجود السيلوفان الذى يتيح للمشترى رؤية اللحم المعروض للبيع.

وفي السنوات التي تلت ذلك ابتدأت الأسواق تتطلب عبوات تعطى عمر صلاحية للمنتج أطول لتقليل الفقد نتيجة عملية الفساد، وقد استلزم ذلك زيادة الاهتمام بتطوير التعبئة ومواد التغليف للحوم، وأدخلت عبوات مختلفة تعتمد على الاحتياجات البيولوجية للمنتج سواء كان للحم الطازج أو المحفوظ بعد المعالجة Curing أو المصنع Processed، وبالنسبة للحوم المصنعة فإن طرق التصنيع المختلفة لها احتياجات للعبوات الخاصة بها.

اللحم الطازج  Fresh meats

الصفات المميزة للحم الطازج Characteristics

يعتبر اللحم الطازج من المواد النشطة بيولوجيا والسريعة الفساد وحتى مع استخدام التغليف الذى يقلل من فقد الرطوبة والتبريد الذى يقلل من مهاجمة الأحياء الدقيقة فإن فترة الصلاحية لا تزيد عن 2-3 أيام والتغير في اللون هو السبب الأول لنقص المبيعات في اللحوم.

1- اللون Colour

الصبغات الموجودة في اللحم الطازج هي بروتينات مركبه وهي الهيموجلوبين Hemoglobin، الميوجلوبين Myoglobin والتي تكون مع الأكسجين المستنشق بواسطة الحيوان مركبات معقدة. والهيموجلوبين ينقل الاكسچين في الدم، والميوجلوبين يخزن الاكسچين في الخلايا، واللون البنفسجي المحمر Purple-red للحم الطازج يرجع الى تركيز الميوجلويين. وعندما يتفاعل مع الأكسجين يتكون الاوكسي ميوجلوبين Oxymyoglobin وينتج لون أحمر زاهي وتحول الميوجلويين الي اوكسي ميوجلويين تفاعل عكسي. وعندما يتعرض السطح الاحمر الزاهي الى الهواء لعدة أيام، تحدث تفاعلات زيادة وتتكون صفات بنية اللون تسمى ميت ميوجلوبين Melmyoglobin، وهذه الصيغة ثابتة جدا والت فاعل غير عكسي. ماعدا في حالة وجود الانزيمات المختزلة التي تحول هذه الصيغة الى الميوجلوبين.

وكلا التفاعلان يحدثان بمعدل يعتمد على الضغط الجزئي للأكسجين، وعلى أي حال فإن معدل تأكسد الميوجلوبين الى ميتميوجلوبين يبلغ مداه على ضغط اكسجين جزئي مقداره 0013, - 0018, ضغط جوي، ويقل المعدل عندما يزداد الضغط أو يصل المعدل الى قيمة ثابتة أعلى من 04. - 1 ضغط جوى. فإذا غلفت قطعة من اللحم الطازج في غشاء منفذ للأكسجين بدرجة عالية فإنه تتكون كمية كافية من الميتميوجلوبين تسبب فساد اللحم في خلال ٢-4 أيام.

هذا ويتوقف تكون هذه الصبغة أيضا على عوامل أخرى، فاستخدام الأكسجين بواسطة اللحم يحدث أولا خلال ذوبان الأكسجين في المحلول علي السطح ثم يحدث عملية انتشار الى الداخل. والمحافظة على درجة حرارة منخفضة أثناء التخزين يشجع ذوبان الاكسجين. وتحت الظروف الصحية الغير سليمة فإن الكائنات الحية الدقيقة تستهلك الاكسجين المتاح وتسبب تحول الاوكسى ميوجلوبين الى الميتميوجلوبين، وتزداد سرعة الفساد البكتيري عند أرقام الأس الهيدروجيني عادة بين 5.3-6. ويعتمد ذلك على التغذية وظروف التداول قبل الذبح.

الجدير بالذكر أن هناك نوعاً آخر من التلون السيء للسطح، فيحدث لون بنى محمر غامق Dark reddish-brown مع فقد الرطوبة، فعندما يحدث الجفاف Dehydration يزداد تركيز الصبغة على سطح اللحم ويتبع ذلك هجرة الرطوبة الداخلية المحتوية على الصبغات المذابة الى السطح وتتبخر مسببة تركيز أكثر للصبغات.

شكل يبين تغيرات اللون في اللحم الطازج والمعالج بالأملاح

2- الطعم والرائحة والقوام Flavour, odor and texture

يمكن أن تنتج الصفات الغير مرغوبة في الخواص المذكورة للحوم نتيجة فعل الانزيمات والفطريات والبكتريا وعند عدم ضبط ومراقبة كمية الاكسجين. هذا وتحدث طراوة القوام Tendernessعند تخزين أو معالجة قطع اللحم المذبوح حديثا للأبقار والضأن لمدة تصل إلى أسبوعين على درجة حرارة منخفضة تصل الى 1.6 م وهذا يسبب للحم النكهة القديمة Aged flavour، والأنواع الجيدة من اللحم المخزن لا تفقد كثيرا من وزنها وذلك لأن غطاء الدهن الجيد يقلل فقد الرطوبة وتلوث السطح، ويمكن عمل عملية التخزين Ageing على درجات حرارة أعلى نصل اليها بطرق خاصة مثل الأشعة فوق البنفسجية أو عوامل مضادة للبكتيريا Bacteriostatic agents التي تستخدم لمنع الفساد السطحي الناتج عن الفطريات والبكتريا.

أساسيات التعبئة Packaging principles

لا تسبب العبوة منع التلوث بالأحياء الدقيقة للحم الطازج حيث أن تداول اللحم قبل عملية التعبئة القطاعي هو العامل المسبب والمؤثر على هذا التلوث. ويمكن منع تكوين الروائح والطعم الناتج عن التلوث بالأحياء الدقيقة عن طريق التحكم في درجة الحرارة. واللحم الطازج يجب الا تزيد درجة حرارة تخزينه عن 10ºم وتكون حرارة التخزين قريبة من صفر ºم كلما أمكن ذلك فيما عدا أثناء التعتيق Ageing.

والدور الأساسي للعبوة هو منع فقد الرطوبة وعدم امتصاص الروائح أو الطعوم الغير مرغوبة والتحكم في انتقال الاكسجين. ويجب أن تكون الرطوبة النسبية 85-90 % لمنع الجفاف. مالم تكن مادة العبوة حاجزا جيدا، فإن الهواء الخارجي يجب أن يحفظ عند هذا المستوى. والمادة التي تعتبر حاجزا جيدا سوف تمنع امتصاص الروائح والنكهات من المصادر الخارجية. والتحكم في نفاذية الاكسجين يحتاج الي موازنه ما بين ظهور اللون المثالي ومنع تفاعلات الهدم بالأكسدة حيث أن الاكسجين يزيد من إظهار اللون الأحمر للحم ولكن في نفس الوقت يسرع من أكسدة الدهن. كذلك فإن العبوة يجب أن تكون مقاومة للتمزق والتقطيع والكرمشة بالتداول العادي، كما يجب أن يكون لها المظهر الجيد الذى يجذب المشتري.

أنواع العبوات والمواد المستخدمة في التعبئة

Package types and materials used

في معظم الأسواق المركزية Super markets فإن اللحم الطازج يتم تعبئته في صواني صلبة ثم تغلف بواسطة أغشية شفافة، وحاليا تستخدم الأغشية المنكمشة بالحرارة بدلا من الأغشية العادية حيث أنها تكون أكثر إحكاما للعبوة.

(أ) الصواني Trays

حتي أواخر عام 1960 كانت تصنع معظم الصواني المستخدمة في تعبئة اللحم الطازج من الورق المقوى، اللب المشكل، فهي اقتصادية وصلبة بما فيه الكفاية. أما عيوبها فهي انها تفقد صلابتها بامتصاص كمية زائدة من الرطوبة، كما أنها تلتصق باللحم عند التجميد ومظهرها غير جذاب بدرجة كافية.

الصواني المصنوعة من رغوة البولي ستيرين تعطى الخلفية البيضاء للحم الأحمر مما يزيد من مظهر الجودة أو الإحساس به، كذلك فإن استخدام قطعة من ورق مـاص Blotters تحت اللحم تعمل على امتصاص العصير الذى لا يمتص بواسطة الصواني. وحاليا فإنه تضع عبوات للحوم بحيث تجعلها ظاهرة من جميع النواحي باستخدام البولي ستيرين الشفاف، ويطلق عليهاPeak-A-Boo  وهى شفافة ومنفذة تماما للضوء، وتستخدم في أسواق نيويورك الصواني المصنوعة من البلاستيك الشفاف حيث تعطى رؤية أحسن ولكنها مكلفة كما أن استخدام الاغشية الخارجية التي تلحم عليها من كل النواحي كتغليف خارجي يقلل الرؤية ودرجة الشفافية.

(ب) الاغشية الشفافة Transparent films

يعتبر السيلوفان من أول الأغشية الشفافة التي استخدمت في تغليف اللحم الطازج ولكى يحتفظ اللحم باللون الأحمر للحم الطازج فإن الغشاء المستخدم يجب آن يكون له درجة نفاذية للأكسجين مساوية 5000 مل أ2/ متر مربع / 24 ساعة / ضغط جوي علي ۲۳,۸ ºم علي ۱۰۰٪ رطوبة نسبية داخل العبوة، 52٪ رطوبة خارج العبوة. والسيلوفان المستخدم كان يغطى من ناحية واحدة بالنيكروسيليولوز حتي يسمح بنفاذ الأكسجين ولا يسمح بنفاذ بخار الماء، والجزء الغير مغطى هو الملامس للحم مباشرة. والرطوبة الموجودة باللحم تعمل على تشييع هذا الجزء أو السطح الغير مغطى بالنيتروسليولوز وبالتالي تزداد نفاذيته للاكسجين بينما السطح المغطى بالنيتروسيليولوز الذي يكون للخارج يمنع فاقد الرطوبه الي الجو الخارجي. ومازال السيلوفان المغطى من وجه واحد بالنيتروسيليولوز واسع الاستخدام في تعبئة اللحوم الطازجة. والغطاء المغطى من الوجهين لا يمكن استخدامه وذلك لنفاذيته الضئيلة للأكسجين التي تشجع تكوين الميتميوجلوبين. وهنالك درجات أعلى من السيلوفان المغطى من سطح واحد بواسطة البولي اثيلين تستخدم مع قطعيات اللحوم الكبيرة والغير منتظمة الشكل وهو مقاوم للتمزق ومنفذ كما أنه غلاف محكم تماما.

هذا ولقد تم ادخال الأغشية المصنعة من البلاستيك لأول مرة بالأسواق عام 1934 واستخدمت بصورة كبيرة كبدائل للسيلوفان، وأول غشاء غير سليولوزى بلاستيكي استخدم للحوم كان هيدروكلوريد المطاط وهو أكثر مقاومة من السيلوفان ويمكن شده بإحكام حول العبوة. ويجرى التغليف بالسيلوفان بواسطة أفرخ Sheets بينما معظم الاغشية البلاستيكية تستخدم لفائف Rolls تقفل باللحام الحراري.

يمكن استخدام البولي أثيلين المنخفض الكثافة (LDPE) في تعبئة اللحم الطازج، والغشاء ذو السمك الأقل من cm 0.00254 يكون ذو نفاذية كافية للأكسجين ويكون حاجزاً جيداً ومناسباً لبخار الماء، والمشكلة الوحيدة التي تواجه استخدام هذه الأغشية هو تكثف الرطوبة على السطح الداخلي للبولي إثيلين ويمكن التغلب على ذلك بطلائها بالمواد التي تمنع تكثف الرطوبة. وعلى أي حال فإن البولي أثيلين لا يستخدم على مدى واسع وذلك لأنه قليل المرونة وقليل التحمل في السمك القليل، كما أنه ليس على درجة عالية من الشفافية والنفاذية، ولكن بعمل تعديل للبولي اثيلين بواسطة الفينيل استيات فإنه يمكن الحصول على غشاء ذو درجة عالية من الوضوح والشفافية مع درجة مناسبة من نفاذية الاكسجين.

ومن أكثر الأغشية المستخدمة على مدى واسع في تعبئة اللحم الطازج هي أغشية البلاستيك الشفافة المصنوعة من PVC وهى تشكل الآن حوالى 95٪ من الاستخدامات ويمكن أن تستخدم بسمك قليل جدا حوالى0.00778cm  لتعطى عبوة ناعمة، والغشاء Highly Plasticized وذلك ليعطي نفاذية للأكسجين كما أن من مميزاته المعان الممتاز والشفافية. ويمكن عمل بديل ناجح لغشاء ال PVC بواسطة غشاء Polyethylene vinyl acetate (EVA)، ولكن تبقى مشكلة في القفل ووضوح الرؤية خلاله. ومن المتوقع أن يكون الانتشار لغشاء EVA في المستقبل.

(ج) الاغشية المنكمشة Shrink films

عادة تغلف القطع الكبيرة من اللحم والغير منتظمة الشكل بواسطة الأغشية المنكمشة ومن مميزاتها أنها تُظهر شكل اللحم وتحقق سهولة التداول، وإحكام الإحاطة حول اللحم مما يحتاج الى غشاء قليل وهى حاليا تكون حوالى 10 ٪ من الأغلفة المستخدمة في تغليف اللحم الطازج، ولقد ازداد الاتجاه الى استخدام أغشية البولي فينيل كلوريد المنكمشة بالحرارة وخاصة في حالة استخدام آلات التغليف الأوتوماتيكية حيث أن أغلفة السيلوفان أغلى بحوالي ٢٥ ٪. ومن الأغشية المنكمشة الأخرى المستخدمة البولي بروبلين وغشاء كريوفاك Cryovac film.

تشكيل العبوة وملئها Package forming and filling

معظم العبوات في الأسواق المركزية (السوبر ماركت) تغلف يدويا في عبوة مكونة من صينية وغشاءFilm tray combination  ، فالصينية توضع في منتصف الغشاء بحيث تكون نهاياتها في وضع مناسب لنهايات الغشاء ثم تطوى الحواف العكسية للغشاء على قاع الصينية ويلحم الغشاء. وعملية التغليف بسيطة ويمكن أن يكون معدلها 10-15 عبوة/ دقيقة. وعادة الغشاء يكون غير مطبوع وذلك للاختلافات الكبيرة في أحجام قطع اللحم. ويعمل اللحام بالحرارة أو بواسطة ملصقات حساسة بالضغط، وفي العمليات الكبيرة الحجم فإن الماكينات النصف أوتوماتيكية أو الأوتوماتيكية تصبح ضرورية.

هنالك عدد من النظم المستخدمة في الماكينات النصف أوتوماتيكية تشمل سحب الغشاء حول الصينية يدويا ثم تمرر العبوة في الماكينة للوزن ووضع الملصق والثمن بسرعة ٢٠ عبوة / دقيقة. والماكينات الاوتوماتيكية تماما تشمل الية تغذية بيكرات الأغشية، والصينية المملوءة تنزلق على سير متحرك آليا للوزن والعمليات الاخرى تكون أوتوماتيكية تماما بسرعات 35 عبوة / دقيقة.

واذا كانت قطعيات اللحم كبيرة وغير متجانسة الشكل وتحتاج تغليف بغشاء منكمش، فإن العبوة قد لا تحتوى على صينية، ويستخدم أنفاق من الهواء الساخن أو الغمر في الماء الساخن لإحكام الغلاف على قطعة اللحم الكبيرة.

التعبئة تحت تفريع للحوم الحمراء الطازجة

 Vacuum packaging of fresh meat

طريقة تعبئة اللحم الأحمر الطازج تحت تفريغ من الصعوبة ادخالها على مستوى القطاعي لأن اللون الأحمر القرمزي للحم من الناحية الجمالية غير جذاب. وحيث ان التعبئة بالتفريغ تمد بحاجز للأكسجين والرطوبة فهي مناسبة لوقت تخزين حتى 3 أسابيع. وأثناء هذه الفترة فإن الأنزيمات في اللحم تكمل عملية التطرية المسماة بالتعتيق Ageing. ومعظم قطعيات لحم البقر الان يتم تعبئتها بالتفريغ وتوضع في صناديق للتعتيق ويتم التخزين والتداول في باليتات تستخدم بالفنادق والمطاعم وتباع كعبوات عائلية على مستوى القطاعي. ويمكن أن تفتح العبوة المعبأة تحت تفريغ في السوبرماركت ويعاد تقطيعها وتعبئتها مرة أخرى.

شكل يوضح تعبئة اللحم في عبوات بلاستيكية مشكلة حراريا فالغشاء السفلى Bottom web يتم تطريته حراريا ويسحب الى التجويف المسخن Healed cavity ثم توضع قطعة اللحم على الغشاء داخل التجويف ثم تمرر الصواني المجوفة حيث تقفل حراريا بالغشاء العلوى Top web بواسطة أقطاب اللحام الحرارى Sealing burs ، ثم يتم فصل الوعاء المجهز عن خط العبئة. الغشاء السفلى والغشاء العلوى عبارة عن نايلون/ يوليمر حاجز / طبقة حاكمة / ايونومير، وعادة ما يكون البوليمر الحاجزPVDC  اوEVOH .

شكل يوضح التغليف المزدوج لقطعة اللحم المعبأة في وجود غاز خامل حيث توضع قطعة اللحم في الصينية المصنعة من PVC المصبوغة والمشكلة حراريا من الفيلم السفلى Bottom web بنظام التجويف Cavity ، ويلاحظ تكون الصينية بسمك مناسب يساعدها على القيام بوظائفها المختلفة، ثم يتم سحب فيلم الايونومر بالتفريغ ليشكل غلافا حاكما حول وفوق قطعة اللحم، ويتم ذلك في وجود غاز خامل مثل النيتروجين او ك أ2 وقدرا مناسبا من الأكسجين ليساعد علي آن يكون لون اللحم زاهيا ويعقب ذلك القفل بالغشاء العلوى Tob web وهو طبقة حاجزة تتكون من PVDC-coated PET أو Nylon/PVDC/EVA ويتم القفل حراريا بواسطة أقطاب اللحام Sealing bars ثم تفصل العبوة عن جهاز التعبئة والتغليف، وبهذه الطريقة تتم اطالة مدة الحفظ للحم الى 2-3 أسبوع.

والتعبئة تحت تفريغ قد تمتد الى التعبئة المركزية والمميزات الاقتصادية تشمل الاستخدام الأكفأ للعمال والتخزين الأقل، ومميزات الجودة التي تشمل تماثل أكثر وتعتيق أحسن وتقليل للتلوث الميكروبي.

وأكثر الأغشية استخداما للتعبئة تحت تفريغ للحم الطازج هو PVC فهو يتميز بنفاذية قليلة للأكسجين وصفات الانكماش فالقطعيات الكبيرة قد تخزن لأكثر من 21 يوما بأقل فقد للرطوبة، ومواد التعبئة الأخرى المفيدة تشمل البولي أستر، البولي أميد، صفائح مركبة من طبقات بولي استر وبولي أثيلين أو صفائح من النايلون.