Механизм цветообразования в посоленных изделиях

[Познышев Вадим]

В настоящее время чаще всего применяют нитрит натрия, нитрат используют очень редко, поскольку нитрат не только участвует в формировании цвета, но и обладает бактерицидным действием.2010Ф36
Из солей калия, наоборот, нитрит применяют довольно редко, гораздо чаще используют нитрат.

При добавлении в мясной продукт нитрата, он сначала должен восстановиться до нитрита, и уже затем принимает участие в развитии красного цвета и подавлении роста микроорганизмов.
Восстановление нитрата до нитрита (NO —> N02) происходит под действием ферментов и бактерий, причем для этого процесса очень важны температура и значение рН.
Нитрат восстанавливается до нитрита под воздействием фермента нитратредуктазы, продуцируемого бактериями рода Micrococcus.
Нитратредуктаза активна только при значениях рН выше 5,5 и температурах выше 8 °С. Такое повышение температуры ускоряет процесс восстановления нитрата, но не может широко применяться в производстве мясных изделий, поскольку при этом повышается риск микробиологической порчи. Именно поэтому нитрат не восстанавливается до нитрита в термообработанных и посоленных нитратом мясных изделиях в ходе их хранения при температурах 0-4 °С и не влияет на цветообразование в термообработанных изделиях. В таких изделиях активность нитратредуктазы уже утрачена, поскольку при тепловой обработке этот ферметт подвергается денатурации, а остаточного количества нитрита в изделии недостаточно для стабилизации цвета.

После восстановления нитрата до нитрита или при внесении нитритов непосредственно в изделие (как это обычно и происходит), восстановление нитрита до NО (NO2- —> NО) обусловлено значением рН, временем, температурой и наличием веществ, способствующих сохранению окраски.

Вещества, способствующие увеличению интенсивности и стабильности окраски, называют фиксаторами, стабилизаторами или усилителями цвета. Далее будет использоваться термин усилители цвета

Более длительное время реакции и повышенные температуры способствуют образованию N0 (эти факторы, как правило, ускоряют любые химические реакции), но в производстве мясных изделий использование этих приемов ограничено риском микробиологической порчи. Образование N0 ускоряется также усилителями цвета. Оксид азота представляет собой газ с высокой реакционной и окислительной способностью. Восстановление нитрита до N0 в слабокислой среде, свойственной мясным изделиям, — процесс чисто химический, без участия ферментов, и представляет собой самопроизвольную химическую реакцию с участием в качестве промежуточного продукта HNO2.

Азотистая кислота HN02 — сопряженная нитриту промежуточная, нестабильная в растворе кислота. При значениях рН выше 6,5 она полностью диссоциирует на ионы Н+ и N02~. При таких высоких значениях рН оксид азота (N0) не может образовываться из диссоциированных молекул, поскольку на NO, HN03 и воду могут распадаться только недиссоциированные молекулы HNO2
Реакция диссоциации HNO2на N0 происходит по схеме:

Эта реакция протекает при значениях рН ниже 6,5, а у готовых мясных изделий рН составляет примерно от 4,7 (у салями) до 6,0, то есть наблюдаются условия для образования N0 в слабокислой среде. Обычно оптимальным считается значение рН 5.3, поскольку в этом случае все молекулы HN02 находятся в недиссоциированном состоянии и образуется оптимальное количество NO.

Поскольку значение рН 5,2 является изоэлектрической точкой актомиозинового комплекса, это неблагоприятно сказывается на ВУС, для которой желательны более высокие значения рН (около 6,0—6,4). Таким образом, формирование цвета мясных посоленных изделий и высокая ВУС требуют разных условий, поэтому у мясных изделий эти параметры не могут быть оптимальными одновременно. «Компромисс» между ВУС и цветообразованием достигается при значении рН готового мясного изделия (например, вареных ветчины или колбасы) около 5,6—5,8. Фактически же у посоленных вареных колбас или ветчины значение рН никогда не достигает оптимального для формирования цвета значения рН, равного 5,2, и поэтому цвет этих изделий «идеальным» не бывает.

На практике формирование цвета посоленных продуктов происходит при быстром окислении миоглобина нитритом до метмиоглобина, для которого характерен коричневато-серый цвет. В то же время из нитрита на промежуточной стадии с участием HN02 образуется оксид азота, который и присоединяется к метмиоглобину в качестве шестого лиганда, и в результате образуется нитрозометмиоглобин. Для этого соединения характерен красный цвет и присутствие железа в виде трезарядного иона (Fe3+). Нитрозометмиоглобин затем восстанавливается до не очень стабильного нитрозомиоглобина, и только в ходе последующей денатурации нитрозомиоглобин распадается на глобин и нитрозомиохромоген — розовый стабильный пигмент, который и обусловливает цвет посоленных изделий.

В других продуктах типа сырокопченой ферментированной салями денатурация нитрозомиоглобина происходит под воздействием окисления при значениях рН 5,2 (изоэлектрическая точка) и ниже. В медленно ферментируемых и неподкисленных колбасах, а также в посоленных и вяленых мясных изделиях к денатурации нитрозомиоглобина приводит также сочетание низкого значения активности воды (aw) и высокой концентрации соли.

Оксид азота (NO) образуется двумя способами:
--- в слегка кислой среде, свойственной мясным изделиям, N0 продуцируется в ходе химической реакции при образовании HN02 из нитрита;
--- при непосредственном восстановлении остаточного нитрита аскорбиновой кислотой с промежуточным образованием HN02 по реакции:

Основные причины слабого цветообразования и недостаточной стабильности цвета в мясных изделиях перечислены ниже:
1. В мясе недостаточно миоглобина, и с этим, увы, ничего не поделаешь.
2. Недостаточная дозировка нитрита при его внесении в изделие.
3. Отсутствие или нехватка усилителя цвета (аскорбиновой кислоты и аскорбата).
4. Недостаточно длительная выдержка для развития цвета до тепловой обработки.
5. Избыточное содержание кислорода в изделии (на некоторых технологических стадиях желательно применять вакуумирование).

В посоленных мясных изделиях всегда содержится некоторое количество метмиоглобина и оксимиоглобина, но их цвет определяется главным образом нитрозомиоглобином. Весь миоглобин никогда полностью не преобразуется в нитрозомиоглобин, так что в изделии всегда присутствует или метмиоглобин, или оксимиоглобин.

Позеленение некоторых посоленных мясных изделий, в частности вареных ветчин, иногда бывает обусловлено присутствием сильных окислителей (например, Н202), продуцируемых гетероферментативными Lactobacillus spp. Сильное окисление приводит в конечном итоге к образованию темного комплекса (холеглобина) зеленого цвета, а последующее окисление приводит к образованию желтоватого оттенка.

Достаточно интенсивная тепловая обработка вареных мясных изделий обычно уничтожает гетероферментативные Lactobacillus spp. (при температуре в центре изделия 70—72 °С).
Позеленение и другие виды изменения цвета посоленных мясных изделий обычно свидетельствуют о плохом санитарно-гигиеническом состоянии предприятия. Все технологическое оборудование и инструменты, в том числе слайсеры, должны быть чистыми, без остатков моющих и дезинфицирующих средств, которые по своей природе бывают сильно щелочными или сильнокислыми.

Обесцвечивание посоленных мясных изделий существенно усугубляется на свету.
Содержащие N0 комплексы подвержены фотодиссоциации (фотолизу), и в результате на свету ухудшается стабильность цвета.
В вареных посоленных мясных изделиях значительное количество внесенных нитритов окисляется оксидазами до нитрата, из-за чего они не могут участвовать в цветообразовании. Изделия из мяса птицы и другие продукты, приготовленные без использования нитритов, в результате случайной контаминации этими солями могут приобретать нежелательный розоватый цвет.
В результате применения нитрит-содержащих специй, воды и других ингредиентов иногда образуется нитрозомиоглобин.
Кроме того, СО, образующийся в печах прямого обогрева, может образовывать СО-гемохром, который приводит к изменению цвета непосоленных мясных изделий в результате образования нежелательной розоватой окраски их поверхности.

[10]