Характеристика процесса цветообразования мяса

План

1. Вступление.

2. Основная часть.

2.1. Стабилизация и улучшение цвета.

2.2. Стабилизаторы/фиксаторы окраски

2.3. Интенсификаторы окраски

2.4. Отбеливатели

2.5. Пищевые красители

2.6. Натуральные (природные) красители

2.7. Неорганические (минеральные) красители

2.8. Синтетические красители

3. Заключение.

4.  Литература.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             Мясная отрасль является одной из старейших отраслей пищевой промышленности. Значение мясной промышленности в системе народного хозяйства страны определяется, прежде всего, тем, что она обеспечивает население страны продуктами, являющимися основным источником белкового питания человека. Мясо и технологии его переработки вызывают возрастающий интерес.

      Добавки — вещества, не предусмотренные как обязательные в рецептуре, но вносимые в процессе производства колбасных изделий для их улучшения — повышения интенсивности окраски, стойкости при хранении, лучшего вкуса и аромата или сокращения потерь при термической обработке. Добавки применяют также для более рационального использования сырья.

     Применение пищевых добавок допустимо только в том случае, если они даже при длительном потреблении в составе продукта не угрожают здоровью человека, и при условии, если поставленные технологические задачи не могут быть решены иным путем. Исходя из технологических функций добавок, их разделяют на несколько групп:

1. повышающие интенсивность и стабильность цвета;
2. повышающие влагоудерживающую способность мяса
3. улучшающие вкус и аромат продуктов;
4. используемые в качестве дополнительных источников белка; 
5. тормозящие окисление жира;  
6. консерванты.

      Потребитель судит о качестве пищевого продукта в первую очередь по его внешнему виду. Привлекательный и стабильный цвет мясных и рыбных продуктов очень сильно влияет на принятие решения о покупке.

 

 Стабилизация и улучшение цвета

 

На окраску  мышечной ткани мяса наземных животных и рыб влияет множество факторов: вид животного или рыбы, сезон  убоя/вылова, регион разведения, химический состав (содержание воды, жира, белков), свежесть, тип мяса (темное или светлое), возраст и пол животного, тип и количество гемовых белков . Из всех этих факторов самым важным для окраски в красный цвет мяса наземных животных и рыб являются гемовые белки: гемоглобин (НЬ) и миоглобин (МЬ). Роль других белков, участвующих в цветообразовании мяса, незначительна.

     

          Достаточно долго считалось, что поскольку гемоглобин содержится в крови, он, в отличие от миоглобина, теряется при обескровливании мяса и рыбы, что отражается на окраске мышечной ткани. Поэтому окраска сырого мяса на 90—95% определяется миоглобином и на 2-5% — гемоглобином . Результаты последних исследований показывают, что значительная часть НЬ удерживается в мясе после его обескровливания . Таким образом, окраска сырого мяса зависит от содержания не одного, а двух гемовых белков: гемоглобина и миоглобина. Обычно окраска мяса самцов интенсивнее, чем мяса самок, а окраска мяса более взрослых животных интенсивнее, чем более молодых. Более темную окраску имеет мясо тех частей тела, которые при жизни испытывали большую мышечную нагрузку: на голени и бедре птицы мясо темнее, чем на грудке.

 

Молекула  гемоглобина, как и большинства  других белков, имеет четвертичную структуру, она состоит из 4 полипептидных  цепочек (глобина), каждая из которых  содержит гемовую группу. Таким образом, молекула НЬ содержит 4 гемовых группы. Молекулярная масса гемоглобина 65 кД. Этот белок содержится в красных кровяных тельцах, его биологическая функция заключается в транспортировании кислорода. В некоторых видах рыб гемоглобин может составлять 30% гемовых белков красного мяса и большую часть гемовых белков белого мяса [183].

 

 

Миоглобин —  водорастворимый глобулярный белок, имеющий молекулярную массу 17 кД . Он содержится в клетках мышц, его биологическая роль заключается в запасании кислорода. Содержание МЬ в мышечной ткани зависит от множества факторов: типа мышечных волокон, мускульной активности, запасов кислорода, циркуляции крови, возраста животного [183]. Молекула миоглобина содержит одну гемовую группу.

 

         Гемовые группы гемоглобина и миоглобина представляют собой плоские пор-фириновые кольца с центральным атомом железа, связанным с шестью лигандами . Гемовые группы способны связывать молекулы различных газов (О₂, N0, СО), а ион железа может иметь разную степень окисления (Ре²⁺, Ре³⁺ и Ре⁴⁺). Эти факторы определяют окраску мышечной ткани. Гемовые белки присутствуют в мясе наземных животных и рыб в трех равновесных формах: дезокси-НЬ/МЬ, окси-НЬ/МЬ и мет-НЬ/МЬ, взаимные превращения которых схематично представлены на рис. 12. Мясо после тепловой обработки содержит также денатурированный глобин. Степень окисления центрального атома играет ключевую роль в окраске различных форм гемовых белков (табл. 19). Кроме того, разные формы гемовых белков по-разному ведут себя по отношению к кислороду. Дезокси-НЬ/МЬ не связывают кислород, окси-НЬ/МЬ связывают, а мет-НЬ/МЬ теряют. Окси-форма гемовых белков представляет собой относительно неустойчивое комплексное соединение, легко диссоциирующее, если снижается концентрация кислорода или величина рН.

Окраска мяса определяется присутствием и соотношением различных форм гемовых белков.

 

 

 

 

 

При хранении мяса или рыбы в замороженном виде гемовые белки подвергаются автоокислению, которое заключается в превращении окси- и дезокси-форм в мет-форму. Это приводит к появлению неприятной коричневой окраски. Ее интенсивность зависит в первую очередь от рН мышечной ткани: низкое значение рН ускоряет автоокисление гемовых белков . Температура и присутствие кислорода также сильно влияют на процесс автоокисления. Чем температура выше, тем быстрее он протекает. Окисление гемовых белков ускоряется, если давление кислорода слишком низкое (т. е. если преобладает дезокси-форма) или очень высокое (большое количество молекул кислорода ускоряет автоокисление) . Свет также ускоряет автоокисление гемовых белков. Гемовые белки содержатся в мясе разных животных и рыб в различном количестве и обладают разной стабильностью, кроме того, количество окислителей в разных видах мяса тоже различно (в темном мясе их существенно больше, чем в светлом) . Поэтому склонность к покоричневению у разных видов мяса различна.

Контролировать все перечисленные  факторы в промышленных условиях крайне сложно. Одним из способов сохранения естественной окраски является очень  быстрое замораживание и хранение при очень низкой температуре (см. раздел «Охлаждающие и замораживающие агенты»). При этом минимизируется денатурирование и окисление гемовых белков, но практически это осуществить трудно. Другим способом является обработка мяса газами для стабилизации гемовых белков против окисления. Таким газом, во-первых, является закись азота N0, широко используемая в мясопереработке, во-вторых, окись углерода СО. N0 связывает гемовые белки в 3000 раз лучше, чем СО . Присоединение N0 к тему приводит к появлению розоватой окраски, привычной в мясных изделиях, но нетипичной для большинства видов рыб. К тому же она нестабильна на свету. Молекула СО имеет сродство к НЬ и МЬ примерно в 27 раз большее, чем молекула О₂ . Белок, связанный с СО, обеспечивает яркий вишнево-красный цвет мяса рыбы. СО может вытеснять кислород из окси-форм гемовых белков, может присоединяться к дезокси-формам, но не может связываться с мет-формами, в которых степень окисления железа +3 . Не исключается также, что мет-форма может превратиться в окси- или дезокси-форму, которые способны связать СО.

Стабилизаторы/фиксаторы  окраски

В мясной промышленности фиксаторы окраски (цветорсгулирующие материалы) необходимы для стабилизации красного окрашивания мясопродуктов, в рыбоперерабатывающей — для стабилизации окрашивания мяса красной рыбы. О формировании окраски свежего мяса и свежей красной рыбы см. выше.

         Продукты переработки мяса имеют обычно привлекательнцую красную окраску, которой они обязаны нитриту натрия МаNО₂ (Е250). Нитрит натрия может применяться в пищевой промышленности в чистом виде или в форме нитритной посолочной смеси, т. е. разбавленным поваренной солью в соотношении от 1:200 до 1:250. В некоторых странах (Германия) использование нитрита в чистом виде на пищевых предприятиях вообще не допускается. На российские пищевые предприятия нитрит натрия поступает в упаковке до 3 кг, его хранят отдельно в закрытом специальном помещении. Лица, работающие с нитритом (составитель фарша и засольщик), проходят специальный инструктаж и утверждаются директором предприятия. В цех нитрит натрия поступает только в виде раствора 2,5%-ной концентрации. Применять нитрит натрия в сухом виде категорически запрещается. Не израсходованный в цехе в течение суток раствор нитрита натрия сливают в канализацию.

При добавке нитрита к мясному  продукту происходит восстановление NО₂ до N0. Закись азота — очень реакционноспособный газ и сильный окислитель, он сразу связывается с гемовыми белками. Процесс образования относительно устойчивых нитрозомиоглобина и нитрозогемоглобина зависит от величины рН, времени, температуры, присутствия усилителей цвети и протекает по такой схеме:

 

 

 

Реакция протекает  при рН ниже 6,5, поскольку при более высоком значении рН азотистая кислота полностью диссоциирована и выделение закиси азота невозможно (рис. 13). Оптимальным значением рН для образования N0 является 5,3. В то же время изоэлектрическая точка актомиозинового комплекса находится при рН 5,2, а повышение влагоудерживающей способности требует рН 6,0-6,4. Компромиссом

между цветообразованием и влагоудержанием является значение рН 5,6-5,8.

 

 

Иногда закись азота взаимодействует с присутствующими  в мясе мет-формами гемовых белков с образованием нитрозометмиоглобина и нитрозометгемоглобина со степенью окисления центрального атома Fе³⁺ и окрашенных в красный цвет . Нитрозомет-формы затем восстанавливаются до нитрозомиоглобина и нитрозогемоглобина, которые обеспечивают сравнительно устойчивую окраску сырого и соленого мяса. При термообработке происходит денатурация, сопровождаемая превращением нитрозомиоглобина и нитрозогемоглобина в глобин и стабильные нитрозомиохромоген и нитрозогемохромоген соответственно . Эти превращения могут происходить также в кислой среде при рН 5,2 (изоэлектрическая точка) и ниже (ферментированные колбасы) или от суммарного воздействия низкой активности воды и высокой концентрации поваренной соли (вяленое мясо) .

Главными  причинами нестабильной и недостаточно интенсивной окраски мясных продуктов могут быть:

•      недостаточное  количество гемовых белков;

•      недостаточное  количество нитрита;

•      отсутствие или  недостаточное количество усилителей цвета (аскорбиновой кислоты, аскорбатов, эриторбатов) — см. след, раздел;

•      слишком короткий промежуток времени между добавкой нитрита и термообработкой;

•      слишком большое  количество кислорода в продукте.

Обработанный  нитритом мясной продукт всегда содержит некоторое количество метмиоглобина/метгемоглобина и оксимиоглобина/оксигемоглобина, но преобладающей формой являются нитрозомиоглобин/нитрозогемоглобин. Зеленое окрашивание некоторых мясных продуктов (например, вареной ветчины) может быть следствием воздействия сильного окислителя Н₂О₂, продуцируемого гетероферментативными бактериями Lactobacillus fluorescents, развивающимися в продукте. Дальнейшее окисление приводит к появлению желтоватого окрашивания. Достаточно интенсивная термообработка (70-72 °С) уничтожает Lactobacillus spp. Нежелательные зеленоватые и желтоватые оттенки мясных продуктов часто имеют причиной неудовлетворительное санитарное состояние предприятия. Комплексы, содержащие N0, подвержены фотодиссоциации, поэтому хранить мясные и рыбные продукты лучше в темном месте.

Птица иногда может быть окрашена в розовый  цвет из-за загрязнения ее нитритом через специи, воду или другие виды сырья.

Помимо стабилизации красной окраски мяса, в производстве мясопродуктов нитрит усиливает  бактерицидное действие, оказываемое  солью, кислотами и нагреванием («эффект Периго»), и защищает содержащийся в мясе жир от окислительной порчи. Наряду с этим нитрит участвует в создании аромата продукта при солении.

Для проявления всех этих эффектов нитрита необходима его дозировка 50-100 мг/кг мяса. В таком  количестве нитрит еще не оказывает  прямого токсичного действия. Он может, особенно при нагревании, реагировать с всегда содержащимися в мясопродуктах первичными и вторичными аминами с образованием нитрозосоединений. Некоторые из них необходимы для формирования аромата и цвета, но при температуре выше 120 °С образуются также (несколько мг/т) канцерогенные нитрозамины. Поэтому применение нитритной посолочной смеси для жареной колбасы не разрешено, также не рекомендуется жарить соления. Нитриты в смесях с органическими веществами очень реакционноспособны, поэтому нитритную посолочную смесь можно применять только в чистом виде.