Pobierz

60
temat wydania
Barwa mięsa i przetworów mięsnych,
możliwości i ograniczenia zachowania
wysokiej jakości konsumenckiej
Pożądana barwa mięsa i wyrobów mięsnych jest jednym z podstawowych czynników dobrej jakości. Sugeruje ona konsumentowi, że oferowany wyrób jest
świeży oraz smaczny i zachęca do zakupu. W tej sytuacji niezwykle ważne jest uzyskanie prawidłowego zabarwienia produktu. Jednak zdefiniowanie prawidłowego zabarwienia jest trudne, gdyż produkty
mięsne są dość zróżnicowane. Należy więc przyjąć,
że właściwa barwa to ta, która odpowiada przyzwyczajeniom konsumenta. Barwa mięsa i wyrobów mięsnych jest wrażeniem wzrokowym. Zostało ono wywołane przede wszystkim obecnością barwników, ale
jego intensywność zależy także od składu tkankowego i struktury surowca, a nawet składu chemicznego.
Poznanie kryteriów jakimi kieruje się konsument
przy ocenie jakości produktów, ułatwia producentom i handlowcom podejmowanie decyzji ekonomicznej celowości zastosowania technologii zapewniających utrzymanie świeżości wyrobów.
Dostosowanie jakości żywności do wymagań konsumentów stanowi podstawę strategii marketingowej. Dlatego też istotne staje się opracowanie nowych
sposobów poprawy bezpieczeństwa mikrobiologicznego i utrzymania jakości sensorycznej mięsa i wyrobów mięsnych, w tym także jego jasnoczerwonej
barwy w okresie przydatności do spożycia. Przestrzeganie zasad higieny produkcji prowadzące w rezultacie między innymi do ograniczenia zanieczyszczeń mikrobiologicznych powierzchni mięsa przed
i po rozdrobnieniu oraz zachowanie ciągłości łańcucha chłodniczego, to podstawowe warunki wydłużenia dopuszczalnego czasu przechowywania mięsa.
Ich spełnienie w połączeniu z optymalnym sposobem pakowania przyczynia się do zachowania i wydłużenia jego atrakcyjnej barwy. Trzeba też pamiętać, że na ocenę barwy rzutuje w znacznym stopniu
sposób rozdrobnienia surowców oraz zgodność roz-
drobnienia dla poszczególnych wyrobów, a zarazem
z przyzwyczajeniami konsumenta.
Barwa mięsa, którą konsument wiąże z jego jakością, świeżością związana jest głównie z gatunkowym pochodzeniem mięsa. Świeże mięso drobiowe
oraz wieprzowe powinno mieć barwę szaroróżową,
zaś w przypadku świeżej wołowiny i jagnięciny pożądaną jest barwa jasnoczerwona.
Decydujące znaczenie w kształtowaniu barwy mięsa i wyrobów mięsnych ma zawartość barwników
hemowych. Spośród nich najważniejsza jest mioglobina, barwnik mięśniowy, gdyż składa się ona
na około 90% wszystkich barwników znajdujących
się w surowcu mięsnym. Pewną rolę w kształtowaniu barwy odgrywa także obecność barwnika krwi,
hemoglobiny. W mięsie jest on obecny tylko w naczyniach włosowatych i jego ilość zależy od stopnia
wykrwawienia zwierzęcia i od pochodzenia anatomicznego mięsa. Zawartość hemoglobiny w mięsie
wynosi od 6% do 16% ogólnego poziomu barwników hemowych.
Na poziom mioglobiny w mięśniach szkieletowych
wpływają m in.: gatunek, rasa, wiek i aktywność fizyczna zwierząt oraz aktywność fizjologiczna mięśni
w okresie przyżyciowym. Zwierzęta starsze i żywione w sposób urozmaicony (odpowiednia zawartość
żelaza w paszy) mają mięso o większej ilości barwnika. Wyraźne różnice w zawartości barwników
występują też pomiędzy poszczególnymi mięśniami w tuszy i są związane z ich różną aktywnością
ruchową. Im większa praca wykonana przyżyciowo, tym większa ilość mioglobiny w tkance. Dlatego zabarwienie mięśnia najdłuższego grzbietu jest
jaśniejsze niż mięśni udźca. Zawartość mioglobiny
w mięśniach złożonych z większej liczby czerwonych
włókien mięśniowych jest większa niż w mięśniach
zawierających więcej białych włókien mięśniowych.
temat wydania
61
62
temat wydania
Poziom mioglobiny w mięśniach cieląt i świń wynosi 1-3 mg/g, w mięśniach młodego bydła rzeźnego
i owiec 6-10 mg/g, a w mięśniach krów rzeźnych 1620 mg/g tkanki. Występują też różnice w zawartości
barwników w obrębie tego samego mięśnia, czego
odzwierciedleniem jest często obserwowana dwutonowość barwy mięśnia.
Mioglobina jest związkiem niestabilnym. Przy niskim ciśnieniu cząstkowym tlenu purpurowoczerwona mioglobina pozostaje niezmieniona, podczas
gdy wraz z jego wzrostem w coraz większym stopniu
przechodzi ona w wiśniowoczerwoną oksymioglobinę (utlenowanie mioglobiny). Charakterystyczny,
różowoczerwony odcień oksymioglobiny jest odbierany jako właściwy dla mięsa świeżego. Stopniowa
utrata tlenu z powierzchni mięsa (procesy redukcyjne), powoduje zmianę jego barwy w kierunku brązowienia, za co odpowiedzialna jest metmioglobina.
Proces ten jest szczególnie widoczny przy usunięciu
tlenu z powierzchni mięsa, np. w produktach pakowanych próżniowo. Redukacja oksymioglobiny do
metmioglobiny jest często przyspieszana przez aktywność mikrobiologiczną i enzymatyczną. Zmniejszenie zawartości oksymioglobiny na powierzchni
mięsa powoduje szybkie jej brązowienie. Można
temu częściowo przeciwdziałać poprzez składowanie mięsa w niskiej temperaturze, gdzie aktywność
tych procesów jest zmniejszona, ale tego procesu nie
da się całkowicie powstrzymać.
Żywo różowy odcień oksymioglobiny, właściwy dla
mięsa świeżego, dominuje najbardziej w świeżo rozdrobnionym farszu mięsnym. Jednak z powodu powiększenia w tym procesie powierzchni mięsa i dość
wysokiej zawartości mikroorganizmów, bakterie
tlenowe i enzymy współdziałające z tlenem ograniczają dostęp tlenu do powierzchni. Powoduje to
szybkie powstawanie metmioglobiny. Niska temperatura i pakowanie w próżni, korzystne dla trwałości
oksymioglobiny, mogą ten proces częściowo opóźnić. Intensywność barwy zależy od ilości mioglobiny w użytym surowcu. Barwa dodanych przypraw
może również mieć wpływ na początkowy odcień
świeżych produktów mięsnych. Poziom barwników
zależy też od udziału w farszu takich składników,
jak: tłuszcz, woda, tkanka łączna i białka niemięsne. Wszystkie te składniki zmieniają niekorzystnie
proporcje składników barwnych i achromatycznych.
Tak więc skład surowcowy farszu (receptura) wpływa w znacznym stopniu na barwę gotowego wyrobu.
Kolejnym czynnikiem kształtującym zabarwienie
wyrobów mięsnych jest przebieg procesu peklowania. Peklowanie jest to proces technologiczny polegający na działaniu solanki lub mieszanki peklującej na mięso. W czasie peklowania zachodzi wiele
reakcji pomiędzy surowcem a składnikami soli peklującej. Wpływają one korzystnie na barwę, smakowitość i trwałość surowca mięsnego. Z punktu
widzenia wpływu na barwę najważniejsza jest reakcja pomiędzy tlenkiem azotu a mioglobiną. Uzyskany żywoczerwony związek tradycyjnie jest określany nitrozomioglobiną, choć jego prawidłowa nazwa
powinna brzmieć azototlenek mioglobiny lub nitrozylomioglobina. Powstawanie nitrozomioglobiny
w mięsie może zachodzić na trzy sposoby: na skutek
enzymatycznych reakcji biochemicznych, w nieenzymatycznych reakcjach biochemicznych i w wyniku reakcji chemicznych z dostarczonym z zewnątrz
tlenkiem azotu. Ten ostatni sposób ma największe znaczenie praktyczne. Obecnie źródłem tlenku
azotu jest najczęściej azotyn sodu (NaNO2), rzadziej
azotan sodu lub potasu (NaNO3, KNO3).
Powstanie nitrozomioglobiny zachodzi najlepiej
w środowisku kwaśnym. Ponieważ wraz ze wzrostem kwasowości środowiska spada wodochłonność mięsa, wartość pH w czasie peklowania jest
skutkiem kompromisu pomiędzy pH optymalnym
dla utrwalenia barwy, a pH optymalnym dla wodochłonności. Z problemem tym mamy do czynienia
zwłaszcza w produkcji wędlin parzonych. Aby obniżyć pH farszu i poprawić proces tworzenia barwy, stosuje się kwas cytrynowy, kwas mlekowy i ich
sole oraz glukono-delta-lakton (GDL), z którego powstaje kwas glukonowy. Z reguły wartość pH, którą chcemy osiągnąć, kształtuje się na poziomie około 5,8. Ilość dodatków optymalizujących kwasowość
zależy od składu recepturowego farszu. Farsze o dużej zawartości wody mają małą zdolność buforowania i ryzykowne jest stosowanie substancji silnie za-
temat wydania
63
64
temat wydania
kwaszających. Bezpieczne będzie w tym przypadku
stosowanie wyłącznie kwasu askorbinowego w ilości 0,05%. Do farszu z dużym udziałem mięsa lub
tłuszczu celowe jest dodanie około 0,1 % kwasu cytrynowego lub mlekowego albo glukono-delta-lakton w ilości 0,3%. Możliwie niskie pH wyrobu nie
tylko sprzyja powstaniu nitrozomioglobiny, ale także dobrze stabilizuje barwę po zakończeniu procesu produkcji. Azototlenek mioglobiny ma barwę
jasnoczerwoną, ta forma barwnika występuje wewnątrz mięsa peklowanego przed ogrzewaniem.
Barwa mięsa peklowanego ulega częściowej zmianie po cieplnej denaturacji części białkowej barwnika. Denaturowany cieplnie barwnik mięsa peklowanego nosi nazwę nitrozylohemochromegen i ma
kolor jasnoróżowy. W początkowym okresie peklowania pod wpływem azotynu zachodzi utlenianie zredukowanych form mioglobiny (DMb, OMb)
do formy utlenionej (MMb), natomiast azotyn jest
redukowany do tlenku azotu. Można to łatwo zaobserwować na powierzchni świeżo peklowanych
produktów mięsnych, które mają wyraźny brunatny odcień. Mechanizm dalszych reakcji nie został
w pełni wyjaśniony. Tlenek azotu reaguje z MMb
(metmioglobiny) do azototlenku metmioglobiny,
która ulega szybkiej autoredukcji do azototlenku
mioglobiny. W końcowym stadium reakcji w czasie
ogrzewania produktu peklowanego zachodzi denaturacja części białkowej barwnika i oddzielenie od
niej części hemowej wraz z połączonym z nią tlenkiem azotu, która pozostaje wewnątrz denaturowanego białka. Denaturacja części białkowej barwnika
może być spowodowana również w wyniku akumulacji kwasów, co zachodzi w procesie produkcji fermentowanych przetworów mięsnych.
Tlenek azotu (NO) powstaje w wyniku redukcji azotynu. Jeśli azotan wchodzi w skład mieszanki lub
solanki peklującej, jest on redukowany do azotynu
przez bakterie mięsa posiadające zdolność redukcji.
Azotyn jest dodawany do większości komercyjnych
mieszanek peklujących, natomiast azotan jest stosowany w przypadku peklowanych przez długi okres
czasu surowców mięsnych. Maksymalna ilość azotynu dodawana do większości surowców mięsnych
w czasie peklowania nie przekracza 200 ppm. Zawartość pozostałości azotynu po procesie peklowania w produktach mięsnych jest dużo mniejsza niż
ilość dodanego azotynu, gdyż znaczna część dodanego azotynu jest rozkładana podczas peklowania.
Jak zostało to stwierdzone naukowo, tlen należy
traktować zawsze jako czynnik negatywnie wpływający na barwę i jej trwałość. W czasie procesu technologicznego istnieje niebezpieczeństwo wprowadzenia do farszu znaczącej ilości tlenu. Ograniczenie
dostępu powietrza do farszu możemy osiągnąć, stosując próżnie w czasie rozdrabniania surowców.
Przede wszystkim szybki ruch obrotowy elementów
tnących kutra wprowadza do farszu powietrze w postaci dużej ilości bardzo drobnych pęcherzyków. Na
skutek dużej powierzchni kontaktu pomiędzy farszem a tlenem reakcje utleniania mogą stać się dominujące i bezpowrotnie pogorszyć barwę. Późniejsze
ograniczenie dostępu tlenu, np. podczas mieszania składników i przy napełnianiu osłonek farszem,
ma już mniejsze znaczenie, gdyż mniejsza jest powierzchnia bezpośredniego kontaktu z farszem.
Z tego względu należy przyjąć, że kutrowanie próżniowe to jeden z podstawowych elementów kształtowania barwy wyrobów drobnorozdrobnionych
oraz takich, w których farsz kutrowany jest elementem wiążącym większe kawałki mięsa. Szczególnie
w tym drugim przypadku nadmierne rozjaśnienie
barwy lepiszcza niekorzystnie kontrastuje się z barwą kawałków mięsa.
Wędzenie, to kolejny etap procesu technologicznego, ważny ze względu na wpływ wywierany na barwę produktów mięsnych. Związki chemiczne, które nadają zabarwienie wyrobom podczas operacji
wędzenia nie są barwnikami. Barwotwórcze składniki dymu to fenole, żywice, związki karbonylowe
(alkohole, aldehydy, ketony), a także związki o charakterze węglowodanów. Charakterystyczna i trwała barwa wyrobu wędzonego powstaje, jako wynik
wielu różnych reakcji. Fenole zaadsorbowane na powierzchni utleniają się, tworząc czerwone i czerwonobrązowe związki barwne. Zabarwienie nabiera
większej intensywności, gdy związki te polimeryzują z aldehydem mrówkowym obecnym w dymie.
temat wydania
cd. str. 50
65
66
temat wydania
Źródłem czerwonawo zabarwionych związków są
też produkty utleniania żywic. Brązowe zabarwienie powierzchni wyrobu powstaje w wyniku reakcji związków karbonylowych dymu wędzarniczego
z grupami aminowymi białek na jego powierzchni.
Ponadto czerwonawo zabarwione są też produkty
rozpadu celulozy (pentozany, heksozany), które częściowo karmelizują. Specyficzne zabarwienie wyrobu peklowanego jest widoczne przede wszystkim
na powierzchni osłonki i w warstwach farszu bezpośrednio do niej przylegających. Jednak korzystne
działanie składników dymu na zabarwienie dotyczy
całego przekroju produktu.
Proces wędzenia może też intensyfikować reakcję
przyłączania tlenku azotu pochodzącego z dodanych wcześniej azotynów, poprzez redukcję metmioglobiny. Należy też pamiętać, że podczas wędzenia zimnego temperatura farszu wzrasta i na skutek
podniesienia temperatury reakcji, ulega przyspieszeniu przyłączanie tlenku azotu. Poza tym w skład
dymu wędzarniczego wchodzi pewna ilość tlenku węgla, który może zastąpić tlenek azotu w reakcjach z mioglobiną. Ponieważ karboksymioglobina
ma mniejszą trwałość niż nitrozomioglobina, proces peklowania zawsze powinien poprzedzać proces wędzenia.
Uzyskanie atrakcyjnego wyglądu, tj. odpowiedniej barwy i połysku wyrobu, jest związane z przebiegiem procesu wędzenia. Początkowo powinniśmy podsuszyć osłonkę lub powierzchnię wyrobu
tak, aby jej wilgotność wynosiła 12-15%. Składniki dymu przenikają wtedy łatwo do wnętrza produktu, więc możemy spodziewać się pogłębienia
i utrwalenia barwy na przekroju, ale zabarwienie
powierzchni zmienia się znacznie. Gdy odpowiednia ilość składników przeniknęła do farszu, podnosimy wilgotność dymu do 100% i zwiększamy jego
stężenie (gęstość) w komorze wędzarniczej. W tych
warunkach następuje szybkie i równomierne zabarwienie powierzchni produktu na skutek kondensacji
jego składników. W wędzeniu na ciepło osłonka lekko się natłuszcza, co daje jej pożądany połysk. Niewłaściwe przeprowadzenie operacji wędzenia obniża
pożądalność barwy oraz zmniejsza jej trwałość. Na
przykład brak etapu podsuszania powierzchni prowadzi do szybkiej kondensacji związków barwnych,
ale nie łączą się one dobrze z powierzchnią produktu. Na skutek tego powierzchnia wyrobu jest matowa, a zabarwienie zbyt ciemne i nierównomierne.
W skrajnych wypadkach barwniki mogą być słabo
związane z powierzchnią wyrobu (brudzą), tzw. nalot. Przenikanie dymu do wnętrza batonu jest w tych
warunkach niedostateczne.
Większość produktów mięsnych jest poddawana
obróbce cieplnej. Temperatura i medium grzewcze
zależą od rodzaju wyrobu. Kiełbasy parzone i wędzonki ogrzewamy do temperatury 70-72ºC w środku batonu, kiełbasy pieczone (75-80ºC), konserwy
nawet do 120ºC.
Niezależnie od zastosowanej temperatury, podstawowym czynnikiem powodującym zmiany zabarwienia podczas obróbki cieplnej jest denaturacja
części białkowej barwników hemowych. Obróbkę
cieplną można uznać za ostatni etap ważny z punku widzenia kształtowania i utrwalania barwy wyrobów mięsnych.
Przyjmuje się, że barwa produktu jest najbardziej
pożądana bezpośrednio po zakończeniu procesu technologicznego. Czas magazynowania i obrotu wyrobami działa niekorzystnie na barwę mięsa.
Żaden bowiem etap procesu technologicznego nie
hamuje całkowicie rozkładu chromoproteidów mięsa, lecz jedynie spowalnia ich przebieg. W początkowym okresie przechowywania wyrobów mogą zachodzić reakcje zarówno utleniania, jaki i redukcji
barwników. W tym czasie właściwie nie obserwuje
się zmian barwy. W miarę upływu czasu zaznacza
się przewaga reakcji utleniania. Czynnikiem przyspieszającym zmiany barwy jest też działalność enzymów własnych i pochodzenia mikrobiologicznego. Najprostszym sposobem zahamowania zmian
barwników podczas magazynowania i obrotu jest
utrzymanie temperatury na poziomie 0-2ºC oraz
braku dostępu światła. Niska temperatura zapobiega rozwojowi mikroflory, a także hamuje szybkość
przebiegu reakcji chemicznych. Brak dostępu światła zapobiega dostarczaniu energii, która mogłaby
zainicjować reakcje utleniania. Uważa się, że energia
temat wydania
67
68
temat wydania
świetlna szybciej inicjuje niekorzystne zmiany barwy niż podniesienie temperatury przechowywania.
W ostatnich latach coraz większą rolę w przedłużaniu trwałości barwy ma odpowiednia technika pakowania. Celem pakowania jest:
• przedłużenie trwałości wyrobów;
• prawidłowy przebieg dojrzewania, przy zachowaniu dobrej jakości mikrobiologicznej (dotyczy
głownie wołowiny);
• podwyższenie atrakcyjności handlowej.
Jednoczesne osiągnięcie wszystkich tych celów jest
praktycznie niemożliwe. Wybór sposobu pakowania zależy do rodzaju produktu, który mamy zapakować, celu, który chcemy osiągnąć oraz wysokości
nakładów, które zamierzamy ponieść. Do pakowania mięsa i wyrobów mięsnych możemy zastosować
pakowanie próżniowe lub w atmosferze modyfikowanej. Gdy chodzi głównie o przedłużenie trwałości
mięsa stosuje się atmosferę o składzie od 10 do 30%
dwutlenku węgla, który ma silne działanie antybakteryjne, od 0 do 5% tlenu w celu zachowania zabarwienia i od 65 do 90% azotu.
Z dniem wejścia Polski do Unii Europejskiej nastąpiła zmian w ustawodawstwie dotyczącym substancji dodatkowych dopuszczonych do stosowania
w przemyśle spożywczy. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Zdrowia z dnia 23 kwietnia 2004
roku dopuszczone są do niektórych wędlin i pasztetów następujące barwniki naturalne, np. kurkumi-
na, koszenila, karmel, karoteny, ekstrakt z papryki,
czerwień buraczana, betanina oraz barwniki syntetyczne, np. czerwień koszenilowa. Aby osiągnąć pożądany efekt barwiący w przetworzonych produktach mięsnych za pomocą preparatów barwiących
niezbędne jest posiadanie wiedzy na temat bazy kolorystycznej różnych gatunków mięsa, jak również
sposobu oddziaływania dodawanych barwników na
odcień i intensywność koloru produktu finalnego.
mgr inż. Tomasz Borowy
Zespół Szkół Gastronomiczno-Spożywczych
w Olsztynie
dr inż. Mariusz S. Kubiak
Politechnika Koszalińska Katedra Procesów
i Urządzeń Przemysłu Spożywczego