Pobierz

24
temat wydania
Peklowanie - korzyści i zagrożenia
Do najstarszych zabiegów technologicznych,
w dalszym ciągu powszechnie stosowanych
w przetwórstwie mięsa, należy peklowanie.
Wyroby mięsne poddane temu procesowi posiadają charakterystyczne, pożądane przez
konsumentów, cechy organoleptyczne (smak,
zapach, wygląd). W artykule przybliżono historię i zasadę procesu peklowania, a także
korzyści i zagrożenia wynikające z jego stosowania.
Jednym z najstarszych zabiegów utrwalania
żywności, stosowanym do dziś na skalę przemysłową, jest peklowanie. Proces ten definiuje
się jako poddanie mięsa działaniu soli kuchennej, azotanu potasu lub sodu, azotynu sodu lub
innych substancji wspomagających jego przebieg. Peklowanie zależy od wielu czynników,
do których zalicza się rodzaj mięsa, jego skład
chemiczny, stosunek tkanki łącznej i tłuszczowej do mięśniowej, pH mięsa, zawartość
barwników hemowych, postępowanie z mięsem przed peklowaniem (np. zamrażanie, rozdrabnianie), metodę peklowania (na sucho, na
mokro lub sposób kombinowany), rodzaj i stężenie substancji peklujących oraz wspomagających, temperaturę i czas procesu.
Związki chemiczne w konserwowaniu mięsa
stosowano już w czasach starożytnych. Przypuszczalnie przez przypadek odkryto korzystny wpływ saletry, zanieczyszczającej pokłady
soli kamiennej, na barwę i trwałość przetworów mięsnych. Pierwsze wzmianki o stosowaniu saletry w nowożytnej Europie pochodzą
z Niemiec z XIV w. Rozpoznanie azotynu, powstałego w wyniku redukcji azotanu, jako substancji czynnej w procesach peklowania mięsa nastąpiło jednak dopiero w XIX w. i od tego
czasu rozpoczęło się jego powszechne stosowanie, w praktyce nie limitowane, czego skutkiem było wiele masowych zatruć. W 1916 r. zakazano stosowania azotynów w przetwórstwie
mięsa, jednak po przeprowadzeniu odpowiednich badań i określeniu stosownych limitów,
w 1925 r. w Stanach Zjednoczonych ponownie
dopuszczono je do stosowania. Jedną z pierwszych prób uregulowania tej kwestii w Europie było wprowadzenie w 1934 r. w Niemczech „ustawy nitrytowej”. Nakazywała ona
dodawanie azotynów do mięsa wyłącznie po
ich uprzednim wymieszaniu z solą kuchenną.
Przekroczenie dawki azotynów wiązało się jednocześnie ze zbyt słonym smakiem przetworów, co nie uzyskiwało akceptacji konsumentów. Pełne wyjaśnienie mechanizmu procesu
peklowania według aktualnego stanu wiedzy
nastąpiło w XX w.
Do korzyści wynikających z procesu peklowania zalicza się:
• nadanie mięsu i jego przetworom charakterystycznej, różowoczerwonej barwy oraz
zabezpieczenie jej trwałości;
• uzyskanie pożądanych cech smakowo-zapachowych (w tym m.in. zapobieganie powstawaniu tzw. posmaku sterylizacyjnego
podczas ogrzewania);
• utrwalenie mięsa i uzyskiwanych z niego
wyrobów dzięki wykorzystaniu bakteriostatycznych, bakteriobójczych i antyoksydacyjnych właściwości związków chemicznych zastosowanych w procesie peklowania,
w tym zabezpieczenie przed rozwojem bakterii wywołujących zatrucia pokarmowe
(zwłaszcza Clostridium botulinum);
• poprawę efektów ekonomicznych poprzez
zwiększenie wydajności gotowego produktu.
Wielofunkcyjność azotanów(V) i azotanów
(III) - azotynów - w procesie peklowania związana jest z ich dużą reaktywnością ze składnikami tkanki mięśniowej. Badania dotyczące bilansu azotynów w mięsie wykazały, że
5-15% ich dawki całkowitej wiąże się w reakcji z mioglobiną, część reaguje z białkami, li-
26
temat wydania
pidami, związkami tiolowymi, utlenia się do
azotanu, wydziela w postaci gazowej, a 5-20%
(w zależności od warunków procesu peklowania) pozostaje w mięsie w postaci wolnej. Najbardziej reaktywną pochodną azotanów i azotynów w żywności jest tlenek azotu. Związek
ten uczestniczy w wielu przemianach, tak
w procesach technologicznych, jak i metabolicznych w organizmie ludzkim. Przemiana
azotynu do tlenku azotu jest warunkiem efektywnego peklowania. Reakcja ta może zachodzić przy udziale wielu czynników redukujących. Jako jedną z możliwości wymienia się
rozpad w środowisku kwaśnym, uzyskanym
w mięsie z przemian m.in. dodanych cukrów.
Reakcje przemiany mogą również przebiegać w obecności grup -SH systemu cysteina-cystyna, a także przy udziale enzymów tkankowych lub bakteryjnych. Tworzenie tlenku
azotu można stymulować zmianą potencjału
redoks w wyniku dodania substancji redukujących, takich jak np. askorbinian sodu. Tlenek azotu bierze udział w reakcji tlenowania
wszystkich obecnych w mięsie form mioglobiny, metmioglobiny i oksymioglobiny, tworząc
formy nitrozylo-. Pod wpływem obróbki termicznej zyskują one stabilność, przekształcając
się w nitrozylomiochromogen o różowoczerwonej barwie, charakterystycznej dla mięsa peklowanego poddanego obróbce cieplnej.
Nitryt wykazuje silne działanie antyoksydacyjne na lipidy mięsa i inhibitując rozpad nienasyconych kwasów tłuszczowych wpływa m.in. na
profil smakowo-zapachowy mięsa peklowanego. Związane jest to przede wszystkim z ograniczeniem powstawania produktów oksydacji
lipidów w tkance mięśniowej. Jednym z nich
jest wyższy aldehyd - heksanal, który nadaje
charakterystyczny niepożądany zapach gotowanemu mięsu. Zawartość heksanalu zależy od
ilości kwasu linolenowego w mięsie.
Na podkreślenie zasługuje także niezbędność
azotynów w procesie peklowania ze względu na ich działanie antybakteryjne. Hamują-
cy wpływ na rozwój takich drobnoustrojów jak
np. Clostridium botulinum, Salmonella czy Staphylococcus aureus wywiera tylko azotyn, nie
azotan. Azotyn sodu, reagując ze związkami
zawierającymi żelazo w komórce bakteryjnej
(ferrodoksyna), hamuje jej rozwój. Działa także na spory Clostridium botulinum po wyrośnięciu, a przed wydzieleniem toksyn. Istnieje również teoria, która inhibitujące działanie
azotynu tłumaczy tworzeniem w czasie obróbki termicznej nieznanego bliżej związku nazwanego „czynnikiem Periego”. Bezpieczeństwo mikrobiologiczne zapewnia stosowanie
azotynów w dawce nie mniejszej niż 120 ppm.
Jednak niezależnie od korzyści wynikających ze stosowania azotynów w procesie peklowania, wskazuje się na potencjalne ryzyko
zdrowotne niesione przez te związki i od wielu już lat prowadzone są badania zmierzające
do ograniczenia ich dodatku bądź całkowitego wyeliminowania z tego procesu. W związku ze spożywaniem mięsa (zwłaszcza peklowanego) i jego przetworów, w diecie człowieka
pojawia się spora ilość azotynów i azotanów.
Zgodnie z opinią WHO, obecność tych związków w żywności, szczególnie w ilościach przekraczających dopuszczalne normy, jest zagrożeniem dla ludzkiego zdrowia - może wywołać
określone skutki toksykologiczne i prowadzić
m.in. do zatruć pokarmowych. Szkodliwe działanie azotanów występuje najczęściej gdy zostaną one zredukowane do azotynów, wykazujących 6-10 krotnie wyższą toksyczność.
Badania wykazały, że azotany i azotyny szybko wchłaniają się w odcinku żołądkowo-jelitowym przewodu pokarmowego. Azotyny mogą
wiązać się z hemoglobiną krwi i blokować ją
- utleniają jej dwuwartościowe żelazo do formy
trójwartościowej, nie mającej zdolności odwracalnego wiązania tlenu. Uniemożliwia to jego
przenoszenie wewnątrz organizmu, prowadzi
do niedotlenienia tkanek i narządów. Na methemoglobinemię szczególnie narażone są niemowlęta i dzieci. Niemowlętom do 6. miesiąca
28
temat wydania
życia produkty zawierające ten związek w ogóle nie powinny być podawane.
Ponadto azotyny w pewnym stopniu powodują obniżenie wartości odżywczej przyjmowanego pożywienia - zmniejszają przyswajalność
β-karotenu, witamin z grupy B i białka.
Zainteresowanie problematyką dotyczącą azotanów(V) i azotanów(III) w żywności, w tym
problematyką peklowania mięsa, wzrosło znacząco w latach 60. ubiegłego stulecia. Stwierdzono wówczas, że użycie środków peklujących może nieść ze sobą niebezpieczeństwo
dla zdrowia człowieka poprzez powstawanie
w mięsie N-nitrozozwiązków o działaniu rakotwórczym i embriotoksycznym. Związki te powstają w reakcji nitrozowania. Wykazano już,
że powstałe w ten sposób N-nitrozoaminy mają
silne działanie neuro- i nefrotoksyczne, a także muta- i teratogenne. Udowodniono, że mogą
zwiększać ryzyko m. in. raka żołądka i przełyku oraz powstawania guzów mózgu. W organizmie żywym ulegają wielu przemianom,
których produkty alkilują kwasy nukleinowe, prowadząc do zmiany kodu genetycznego,
a tym samym do zaburzenia prawidłowej syntezy białka. Badania wykazały, że nawet śladowe ilości nitrozoamin mogą zaburzać prawidłowy przebieg tego procesu.
Do nitrozoamin obecnych w przetworach
mięsnych należą N-nitrozodimetyloamina
(NDMA) i N-nitrozopirolidyna (NPYR), rzadziej N-nitrozopiperydyna (NPIP) oraz N-nitrozodietyloamina (NDEA). Największe ich
ilości wykrywano w dojrzewających szynkach
i kiełbasach surowych. Tworzenie nitrozoamin
szczególnie łatwo zachodzi w tłustym mięsie,
poddanym obróbce termicznej w wysokiej
temperaturze, co tłumaczy się katalitycznym
działaniem nadtlenków powstających w wyniku rozkładu tłuszczów. Podkreślić należy, że
szczególnie niebezpieczne jest smażenie i grillowanie peklowanych przetworów mięsnych
- stwierdza się w nich wyższy poziom NPYR.
Nadal toczą się dyskusje na temat współdziała-
nia NaCl w tworzeniu nitrozoamin. Niektórzy
autorzy wskazują na prawdopodobieństwo katalizowania reakcji nitrozowania przez chlorki w wyniku formowania się NOCl, będącego
silniejszą grupą nitrozującą niż N2O3. Wiadomo natomiast, że na etapie peklowania można
znacznie ograniczyć ilość powstających nitrozoamin poprzez dodatek substancji hamujących ich powstawanie. Konkurencję w stosunku do amin w zakresie szybkości wiązania
dostępnego azotu stanowią m.in. kwas askorbinowy, cysteina, związki tiolowe i fenolowe.
Należy zaznaczyć, że wprowadzone już ograniczenia dodatków azotynów, obligatoryjne stosowanie substancji redukujących (jak
np. askorbinian i izoaskorbinian sodu), a także staranne przestrzeganie receptur doprowadziło do znacznego ograniczenia obecności nitrozozwiązków w mięsie i jego przetworach.
Zdaniem niektórych ekspertów WHO, ze
względu na udowodnioną szkodliwość azotanów i azotynów dla organizmu człowieka, powinno się dążyć do ich wyeliminowania z diety, m.in. poprzez wprowadzenie całkowitego
zakazu stosowania tych związków w przemyśle mięsnym. Jednak substancje te są jednymi
z najskuteczniejszych środków konserwujących mięso i nie ma obecnie lepszego środka, który gwarantowałby odpowiednią jakość
uzyskanych z niego przetworów. Zastosowanie
zamienników do peklowania mięsa mogłoby
nie tylko wpłynąć na wzrost cen wyrobów, ale
i spowodować utratę obecnego wyglądu i smaku mięsa. Aby więc zminimalizować negatywne oddziaływanie omawianych substancji,
w obecnie stosowanych technologiach peklowania wyeliminowano peklowanie azotanowe
i w procesie tym stosuje się azotyny w ściśle
określonych dawkach w formie tzw. peklosoli
(najczęściej 0,4-0,6% NaNO2) tak, aby wyjściowa ilość tych związków umożliwiła poprawne przeprowadzenie peklowania, a zawartość
resztkowa w gotowym produkcie nie przekroczyła dopuszczalnych poziomów.
30
temat wydania
Na przestrzeni kilkunastu ostatnich lat dozwolone poziomy zawartości azotynów i azotanów
w mięsie i jego przetworach były w ustawodawstwie unijnym i polskim wielokrotnie obniżane. Obecnie są one ograniczone praktycznie do
minimum. Gdyby rola azotynu sodu związana
była tylko z uczestniczeniem w reakcjach nitrozylowania barwników hemowych, poziom
jego dodatku mógłby być jeszcze bardziej obniżony, a przy zastosowaniu innej substancji
barwotwórczej - nawet wyeliminowany. Jednak niższy niż obecnie dopuszczalny poziom
dodatku azotynu stanowiłby niedostateczne
zabezpieczenie przed rozwojem Clostridium
botulinum.
Podkreślić należy, że poszukiwanie alternatywnych metod peklowania mięsa, zmierzających do redukcji lub eliminacji nitrytu, to
zagadnienie nadal aktualne. Już na początku
lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku podjęto próbę opracowania mieszanki do peklowania wolnej od azotynu. Składała się ona z barwnika (syntetyczna erytrozyna), antyoksydanta
(łącznie fosforan, polifosforan i trzeciorzędowy butylohydroksychinon) oraz czynnika antybakteryjnego (estry alkilowe, kwas p-hydroksybenzoesowy i kwas sorbowy lub jego
sole: sodowa bądź potasowa). Naukowcy opowiadający się za całkowitą eliminacją azotynu
z mieszanek peklujących koncentrują się bowiem na znalezieniu „multi-kompleksu”, a nie
jednego zamiennika tego związku. Związane jest to z faktem, że dotychczas nie wykryto
substancji, która spełniałaby wszystkie funkcje azotynu. Chociaż właściwości technologiczne niektórych dodatków funkcjonalnych
stwarzają potencjalne możliwości ich wykorzystania w metodach peklowania wolnych od
nitrytu, podstawową trudność nadal sprawia
znalezienie, w miejsce azotynu, zarówno substancji kształtujących profil smakowo-zapachowy przetworów peklowanych, jak i równie
skutecznego jak azotyn sodu inhibitora wzrostu mikroflory patogennej (zwłaszcza Cl. botulinum).
Stosowane obecnie tendencje modyfikowania
procesu peklowania koncentrują się na zdynamizowaniu reakcji nitrozylowania barwników
hemowych i innych substratów reakcji, a także
zminimalizowaniu ilości tzw. azotynów resztkowych w gotowych peklowanych przetworach
mięsnych. W tym celu stosuje się m.in. dodatek substancji redukujących (np. askorbinian
sodu) oraz kultur starterowych przyspieszających reakcje nitrozylowania barwników hemowych (np. wybrane szczepy bakterii kwasu
mlekowego), kutrowanie w warunkach podciśnienia lub w atmosferze modyfikowanej.
dr inż. Magdalena Kuchlewska
Zakład Fizjologii Żywienia Człowieka
Zachodniopomorski Uniwersytet
Technologiczny w Szczecinie