Rola azotanów (III) i azotanów (V) w przetwórstwie mięsa, oraz metody obniżania wielkości dodatków tych związków do produktów mięsnych

[Maxell]

GOSPODARKA MIĘSNA

 

 

 

Obecnie konsumenci przywiązują coraz większą wagę do ogólnie pojmowanej jakości produktów mięsnych, tj. ich cech sensorycznych oraz trwałości i dyspozycyjności. Spełnianie wymagań konsumentów - przede wszystkim w aspekcie atrakcyjności sensorycznej - w dużym stopniu wiąże się z przyzwyczajeniami żywieniowymi, ale także coraz częściej jest wynikiem konieczności dostosowania oferty do zmieniających się wymagań i gustów odbiorców finalnych.

 

Rola azotanów (III) i azotynów (V) w przetwórstwie mięsa

 

W warunkach nasilającej się konkurencji na rynku mięsnym, szybkie odpowiadanie na potrzeby konsumenta odgrywa coraz ważniejszą rolę. Konsumencka ocena jakości mięsa i jego przetworów opiera się na kryteriach sensorycznych. Pojęcie jakości budują przede wszystkim doznania wizualne, które stanowią podstawę do dalszych rozważań jakościowych. Ocena wzrokowa produktu mięsnego z reguły dokonywana jest jako pierwsza, przed oceną za pomocą innych zmysłów.

Wygląd zewnętrzny oraz barwa to jedne z najważniejszych wyróżników konsumenckiej oceny jakości mięsa i jego przetworów, świadczące zarazem o ich świeżości i prawidłowym przebiegu procesu produkcyjnego. Bardzo często to one decydują o wyborze i zakupie danego produktu. Barwa zachęca lub zniechęca do spożycia danego produktu, a ponadto sugeruje odczucia określonych smaków lub zapachów. W przypadku przetworów mięsnych spełnia jeszcze jedną ważną rolę, a mianowicie może być sygnałem ostrzegawczym, informującym konsumenta o ewentualnych niekorzystnych zmianach jakości lub o zepsuciu produktu.

Obecnie coraz większa gama produktów mięsnych pakowana jest w przezroczyste folie, co uniemożliwia konsumentowi dostępność takich cech organoleptycznych, jak zapach oraz smak. Barwa jest zatem jedynym kryterium organoleptycznym, jakim może się on pokierować przy zakupie produktu.

W przypadku mięsa i jego przetworów znamienną rolę odgrywa barwa czerwona. Jest ona cechą charakterystyczną dla tej grupy żywności, wpajaną już od dzieciństwa. Prowadziło to niejednokrotnie do różnego rodzaju działań mających na celu wzmocnienie, utrwalenie lub modyfikowanie cechy jakościowej, jaką jest czerwona barwa mięsa. Zarówno naukowcy jak i producenci od lat zajmują się problematyką trwałości barwy surowca mięsnego i przetworów z niego wytworzonych, optymalizacji procesu peklowania, hamowania procesów deterioracji barwy itp.

Barwa zaliczana jest do zjawisk psychofizycznych i jest w całości wytworem psychiki człowieka i postrzegania przez niego świata. Fizycznie rzecz biorąc barwa, w tym także barwa mięsa, jest to subiektywne wrażenie odbierane przez nasze zmysły i przetwarzane w mózgu. O charakterze barwy decydują następujące czynniki: dostęp światła, a głównie jego rodzaj oraz obecność barwników w oglądanym ciele, zwłaszcza ich ilość i stan chemiczny.

Dbałość producentów żywności o niezmienną jakość tradycyjnych produktów spożywczych oraz dążenie do zaoferowania konsumentowi nowych, atrakcyjnych wyrobów powodują, że tzw. dodatki do żywności stały się w dzisiejszej dobie jednym z najważniejszych elementów kształtowania jakości i atrakcyjności produktów spożywczych. Dlatego tak ważne jest, aby substancje dodatkowe były stosowane prawidłowo, tj. zgodnie z potrzebami technologicznymi oraz z przepisami prawnymi, a ich jakość była odpowiednio wysoka.

Azotany (III) i azotany (V) (zwane również azotynami i azotanami) to substancje powszechnie stosowane w przetwórstwie mięsa pod postacią soli sodowych lub potasowych. Zgodnie z obowiązującym obecnie podziałem substancji dodatkowych zaliczane są one do grupy substancji konserwujących. Jednak ich właściwości nie ograniczają się jedynie do działania utrwalającego produkty mięsne i chroniącego przed zbyt szybkim zepsuciem.

Podstawowym barwnikiem występującym naturalnie w mięsie i odpowiedzialnym za jego charakterystyczną barwę jest mioglobina. Jej zawartość w surowcu może różnić się w zależności od rodzaju mięsa (ciemne mięso wołowe, jasne mięso wieprzowe), różnej grupy mięśni (mięśnie piersiowe lub udowe z kurcząt) czy też wieku zwierząt (ciemne mięso wołowe, jasne mięso cielęce).

Mioglobina występująca w świeżym mięsie schłodzonym ma skłonność do wchodzenia w reakcję z tlenem atmosferycznym w wyniku czego powstaje związek o nazwie oksymioglobina (forma utlenowana) o barwie wiśniowo czerwonej. Niestety, zbyt długi kontakt mięsa z tlenem powoduje powstawanie brązowo- szarej barwy, za którą odpowiedzialna jest utleniona forma mioglobiny- metmioglobina.Taką barwę mięsa konsumenci postrzegają jako niepożądaną.

W procesie technologicznym przetwórstwa mięsa podstawowym zabiegiem wpływającym na barwę mięsa i jego przetworów oraz jej stabilność jest peklowanie. Stosowane od ponad stu lat peklowanie mięsa polega na poddaniu go działaniu substancji peklujących, tj. azotanów (V) lub azotanów (III).

Początki stosowania azotanów i azotynów w przetwórstwie mięsa sięgają czasów dość odległych. Pierwotnie były to działania nieświadome, nie mające naukowego wytłumaczenia. W nowożytnej Europie pierwsze wzmianki o stosowaniu azotanu (V) sodu, znanego pod potocznym określeniem „saletra" pochodzą z XIV wieku z Niemiec. Dopiero w końcu ubiegłego stulecia poznano, że to azotyn powstały w wyniku redukcji azotanu jest substancją czynną, tj. biorącą bezpośredni udział w procesach peklowania mięsa. Po przeprowadzeniu odpowiednich badań i określeniu limitów dotyczących dawkowania w 1925 roku w Stanach Zjednoczonych dopuszczono azotyn do stosowania w przetwórstwie mięsa. Azotany i azotyny nie są substancjami obojętnymi dla zdrowia człowieka. W związku z powyższym jedną z pierwszych prób uregulowania kwestii ich stosowania w procesie peklowania była wprowadzona w Niemczech w 1934 roku tzw. „ustawa nitrytowa" która nakazywała dodawanie azotynów do mięsa wyłącznie po uprzednim wymieszaniu (w odpowiednich proporcjach Wagowych) z solą kuchenną. Miało to na celu ochronę zdrowia publicznego, gdyż przetwory z przekroczoną dawką azotynów charakteryzowały się jednocześnie zbyt słonym smakiem, a więc nie były akceptowane sensorycznie przez konsumentów. Obecnie używa się soli peklującej (inaczej: peklosoli) stanowiącej mieszaninę soli kuchennej i azotynu (III) sodu w stosunku wagowym 99,4 - 99,6% do 0,6 - 0,4%.

Azotany i azotany są to jedyne znane substancje dodatkowe, które pełnią jednocześnie cztery funkcje technologiczne w produkcji przetworów mięsnych, a mianowicie:

• odpowiadają za tworzenie pożądanej sensorycznie, różowoczerwonej i trwałej barwy produktu finalnego (tzw. „czerwień peklownicza"),
• współkształtują aromat typowy dla produktów z mięsa peklowanego (tzw. „aromat peklowniczy"),
• wykazują działanie utrwalające (polegające przede wszystkim na hamowaniu wytwarzania toksyny przez Clostridium botulinum),
• wykazują działanie przeciwutleniające (głównie: ochrona tłuszczu przed utlenianiem).

Podstawowym celem dodatku azotynów i azotanów do mięsa jest nadanie przetworom mięsnym trwałej po obróbce termicznej, różowoczerwonej barwy w procesie peklowania. W procesie tworzenia barwy w ujęciu najprostszym, barwnik mięśniowy - mioglobina, reaguje z tlenkiem azotu (NO), który powstaje w środowisku kwaśnym z azotanu (III). Połączenie tlenek azotu - mioglobina (inaczej: nitrozylomioglobina, nitrozomioglobina) lub tlenek azotu - hemoglobina, (inaczej: nitrozylohemoglobina), jest stosunkowo trwałe i odporne na działanie światła, tlenu oraz podwyższonej temperatury.

Przemiany, jakim może ulegać barwnik mięśniowy w mięsie świeżym oraz peklowanym są obecnie dość dobrze poznane. Z chemicznego punktu widzenia opierają się one na reakcjach redukcji i utleniania, czemu towarzyszy lub nie przyłączanie bądź odłączanie od pierścienia hemowego cząsteczki tlenu bądź NO.

Peklowanie stosowane jest w procesie produkcji większości przetworów mięsnych. Na efektywność tego procesu ma wpływ wiele czynników, wśród których wymienić należy:

• rodzaj i jakość surowca mięsnego,
• stosowane dodatki funkcjonalne,
• metodę peklowania i jej parametry.

Surowiec mięsny, a dokładniej jego skład tkankowy, zawartość barwników hemowych, początkowe pH, temperatura, ilościowy i jakościowy skład mikroflory oddziałują na efekt końcowy peklowania, który wyraża się stopniem przereagowania barwników hemowych i trwałością uzyskanej barwy. Duża zawartość tkanki tłuszczowej, utrudniająca dostęp tlenku azotu do barwnika mięśniowego oraz niska zawartość barwników hemowych w tkance mięśniowej mogą być przyczynami małej stabilności barwy zapeklowanego mięsa i wytworzonego z niego produktu finalnego.

Bardzo duży wpływ na stabilność barwy ma również kwasowość czynna (pH) mięsa. W przypadku peklowania przy użyciu soli azotynowych reakcja NO z mioglobiną przebiega szybciej, gdy pH jest niższe, natomiast peklowanie przy użyciu azotanów wymaga wyższego pH początkowego.

Ważnym elementem w procesie peklowania jest utrzymanie niskiej temperatury podczas całego procesu technologicznego. Pomimo, iż szybkość redukcji NO z barwnikiem mięśniowym ulega zmniejszeniu wraz z obniżeniem temperatury, to stan higieniczny takiego surowca jest lepszy. Zachowanie w surowcu mięsnym jego typowej mikroflory ma szczególne znaczenie w przypadku peklowania z użyciem azotanów (V), gdyż jest ona niezbędna do rozkładu azotanów (V) do azotanów (III), zaś jej brak powoduje, że nie tworzy się pożądana barwa mięsa peklowanego.

Kolejnym czynnikiem wpływającym na efektywność procesu peklowania mięsa jest stosowanie w procesie produkcji innych substancji dodatkowych. Niekiedy użycie ich jest wręcz konieczne do uzyskania pożądanego efektu peklowania. Do najczęściej stosowanych w czasie peklowania dodatków funkcjonalnych należą:

• kwas askorbinowy/kwas izoaskorbinowy – jest „czynnikiem redukującym" (przyspiesza przemianę NO² do NO), w znacznym stopniu przyspieszającym peklowanie, stosowany przede wszystkim w metodzie „na sucho",
• askorbinian sodu/izoaskorbinian sodu - jest również czynnikiem redukującym jednak w mniejszym stopniu przyspieszającym peklownie niż kwas askorbinowy, stosowany do peklowania mięsa „na sucho" i „na mokro",
• kwas cytrynowy - jest dodatkiem stosowanym jako czynnik przyspieszający peklowanie w wyniku obniżenia pH,
• glukozo-delta-lakton (GdL) – wykazuje podobne działanie jak kwas cytrynowy (obniża pH),
• cukry - w metodzie peklowania przy użyciu azotynów są głównie składnikiem łagodzącym smak słony oraz mogą ulegać fermentacji, w wyniku której powstają kwasy stabilizujące barwę wędlin; w przypadku peklowania azotanowego mogą stanowić dodatkową pożywkę dla mikroflory redukującej azotan do azotynu.

Jako inny czynnik wpływający na efektywność procesu peklowania uważa się wybór metody peklowania oraz jej parametry. W praktyce produkcyjnej wyróżnia się dwie podstawowe metody peklowania mięsa: peklowanie metodą „na sucho" oraz peklowanie metodą „mokrą".

Metoda sucha polega na wymieszaniu mięsa z mieszanką peklującą i pozostawieniu w chłodni (temperatura 4-6°C) na 24-72 godziny. Stosowana jest przede wszystkim do peklowania mięs drobnych przeznaczonych do produkcji głównie kiełbas i konserw lub mięsa przeznaczonego na wędzonki surowo dojrzewające. Dodatek peklosoli wynosi zwykle 1,8- 2,5% w stosunku do masy surowca mięsnego.

Do peklowania metodą mokrą używa się tzw. solanki peklującej, czyli roztworu wodnego zawierającego składniki peklujące. Peklowanie tą metodą może być prowadzone poprzez nastrzyk przy użyciu aparatów wieloigłowych lub zalanie mięsa solanką. Stosowane jest ono głównie do dużych kawałków mięsa, przeznaczonych do produkcji wędzonek, bekonu czy konserw pasteryzowanych typu szynka. Metoda peklowania zalewowego przy użyciu solanek o wysokim stężeniu soli, bardzo popularna w polskim przemyśle mięsnym jeszcze kilkanaście lat temu, jest obecnie rzadko stosowana, np. do peklowania tuszek kurcząt przeznaczonych do wędzenia czy też głów wieprzowych przeznaczonych na salcesony. W przypadku metody nastrzykowej wielkość nastrzyku solanki do mięsa może wahać się od 10 do kilkudziesięciu procent, a dodatkowo poddawane jest ono masowaniu.

Drugą ważną funkcją azotynów wykorzystywaną w produkcji przetworów mięsnych jest działanie hamujące rozwój niepożądanej mikroflory, powodującej zatrucia pokarmowe (szczególnie ważne w przypadku przetworów mięsnych ze względu na możliwość wzrostu i wytwarzania toksyn przez Clostridium botulinum). Azotyny nie działają bezpośrednio na drobnoustroje patogenne, lecz oddziałują po przez związki chemiczne powstające w wyniku ich reakcji ze składnikami pożywki wykorzystanymi przez bakterie. Wyniki dotychczasowych badań wskazują, że do zapewnienia pożądanej barwy i smakowitości mięsa peklowanego wystarczający jest dodatek azotynu sodu w ilości ok. 0,005% (w stosunku do masy mięsa). Natomiast w celu uzyskania efektu konserwującego i ochrony przed zatruciami pokarmowymi potrzebny jest dodatek azotynu dwu - a nawet trzykrotnie większy (0,008-0,016%). W przetwórstwie mięsa skuteczność konserwującego działania azotynu zależy od wielu czynników, a mianowicie: jakości mikrobiologicznej, stężenia soli kuchennej, aktywności wody, wysokości temperatury ogrzewania oraz warunków przechowywania produktu gotowego.

Charakterystyczny aromat peklowanego mięsa powstaje na skutek współdziałania niektórych składników mięsa z azotynem, w wyniku czego powstają związki chemiczne o specyficznym zapachu.

Kontakt tlenu atmosferycznego z bogatą w wielonienasycone kwasy tłuszczowe tkanką tłuszczową stanowiącą składnik receptury przetworów mięsnych może powodować powstanie posmaku jełkiego, zaś po poddaniu produktu obróbce cieplnej niepożądanego posmaku „mięsa ogrzewanego". Również cholesterol w zetknięciu z tlenem atmosferycznym może być utleniany do różnych pochodnych. Azotyny opóźniają powyższe procesy utleniania w surowcu oraz w przetworach mięsnych, co nie pozostaje bez wpływu na typowy aromat związany z peklowaniem. Uważa się, że przeciwutleniający mechanizm działania azotynu polega na tym, że po przekształceniu do tlenku azotu (NO) łączy się on z metalami (głównie z żelazem obecnym w cząsteczce mioglobiny), nie pozwalając im na działanie prooksydatywne.

 

Ograniczanie wielkości dodatku substancji peklujących w przetwórstwie mięsa

 

Mimo wielu pozytywnych aspektów stosowania azotynów i azotanów do peklowania mięsa, wielkość dodatku tych substancji jest dość ograniczona ze względu na ich potencjalnie szkodliwy wpływ na zdrowie człowieka. Od wielu lat prowadzone są badania nad obniżeniem wielkości dodatku tych substancji lub całkowitym wyeliminowaniem ich stosowania w przetwórstwie mięsa. Ponadto powszechna opinia o „chemizacji żywności" powoduje, że konsumenci obawiają się dodatków do żywności, gdyż kojarzone są one często z „syntezą chemiczną". Dominuje przekonanie, że to, co „naturalne" jest „dobre i bezpieczne". Najnowszym trendem, zdobywającym coraz większą popularność wśród konsumentów jest propagowanie tzw. „naturalnej" i „organicznej" żywności. Ponieważ w procesie wytwarzania „organicznych" produktów spożywczych, zwanych także „bio-żywnością" zabronione jest stosowanie konserwantów chemicznych, to w przypadku przetworów mięsnych oznacza to konieczność wyeliminowania zabiegu peklowania przy użyciu azotanów (III) i azotanów (V) pod postacią soli peklującej. Jednakże nie musi to oznaczać całkowitej rezygnacji z wykorzystania tych substancji w celu poprawy barwy produktów mięsnych.

Ustalone przez FAO dopuszczalne dzienne spożycie (tzw. ADI) azotynów wynosi 0,1 mg/kg masy ciała, a azotanów 5 mg/kg masy ciała. Obecność tych związków chemicznych w organizmie człowieka nie jest obojętna z kilku powodów. Po pierwsze mogą one utleniać dwu wartościowe żelazo do formy trójwartościowej, nie wykazującej zdolności odwracalnego wiązania tlenu (powstaje methemoglobina). Ważnym aspektem jest również ułatwienie tworzenia niebezpiecznych N-nitrozoamin, których większość wykazuje działanie kancerogenne. Azotyny obniżają również w pewnym stopniu wartość odżywczą produktów spożywczych, ograniczając wykorzystanie niektórych składników diety, powodując rozkład witamin z grupy B, witaminy A oraz karotenu.

W wielu krajach na świecie kontrolowane jest dawkowanie azotynów i azotanów do przetworów mięsnych poprzez wprowadzenie ograniczeń dotyczących wielkości dodatku wymienionych związków lub też ich zawartości resztkowej w produkcie finalnym.

Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) wydał opinię stwierdzającą, że zawartość tych związków w żywności należy ograniczyć do poziomu zapewniającego ochronę przed Clostridium botulinum. Ponieważ końcowa zawartość azotynów i azotanów w produktach mięsnych zależy od wielu czynników, w nowych przepisach prawnych Wspólnoty Europejskiej wprowadzono limitowanie ilości tych związków dodawanych do produktu i/lub określono maksymalną dopuszczalną ich pozostałość w gotowym wyrobie. Już wyniki badań przeprowadzonych w końcu ubiegłego wieku dowiodły, że wielkość dodatku azotanów (III) i azotanów (V) oraz ich pozostałość w produktach finalnych uległy znacznemu obniżeniu.

W Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej z dnia 26.07.2006 roku została opublikowana Dyrektywa 2006/52/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 05.07.2006 roku zmieniająca Dyrektywę 65/2/WE w sprawie dodatków do żywności innych niż barwniki i substancje słodzące 94/35/WE w sprawie substancji słodzących w środkach spożywczych, która wprowadza wiele zmian dotyczących stosowania substancji dodatkowych do żywności.

Maksymalną wielkość dodatku azotanów (III) i azotanów (V) lub ich dopuszczalną pozostałość w produktach mięsnych przedstawiono w tabeli:

 

 

Nowe regulacje prawne, które w Polsce wejdą w życie w sierpniu 2008 roku, obniżają dopuszczalną ilość azotynów dodawanych do produktów mięsnych sterylizowanych 150 do 100 mg/kg (w przeliczeniu na azotyn sodu). Istotną zmianą jest również obniżenie ilości dodatku azotanów ze 300 do 150 mg/kg farszu (w przeliczeniu na azotan sodu) i ograniczenie ich stosowania wyłącznie do produktów nie poddanych obróbce cieplnej.

W związku z powyższym w niektórych przypadkach może okazać się konieczne wprowadzenie zmian stosowanych receptur w celu utrzymania jakości sensorycznej gotowego wyrobu (głównie barwy), pożądanej z punktu widzenia konsumenta. Być może dzięki zastosowaniu dodatku wybranych barwników spożywczych w produkcji przetworów mięsnych będzie można zapobiec pogorszeniu barwy.

Nie ulega wątpliwości, że poszukiwanie alternatywnych metod utrwalania różowoczerwonej barwy mięsa, zmierzających do redukcji bądź eliminacji dodatku azotynów, jest konieczne w celu zmniejszenia ryzyka ich szkodliwego działania na organizm człowieka. Badania w tym zakresie okazały się w wielu przypadkach pomyślne. W ich wyniku potwierdzono możliwość wytworzenia przetworów z mięsa peklowanego z niewielkim udziałem azotynu oraz dodatkiem barwników spożywczych, a zarazem bezpiecznych mikrobiologicznie oraz akceptowalnych sensorycznie.

Naukowcy proponujący całkowitą eliminację azotynu z mieszanek peklujących koncentrują się na poszukiwaniu nie jednego zamiennika tego związku, lecz kompleksu różnych substancji, wychodząc z założenia, że wielofunkcyjne właściwości azotynu nie mogą być zastąpione przez pojedynczy składnik.

Ilość dodawanego azotynu można także zmniejszyć poprzez stosowanie różnych zabiegów technologicznych. Typowym przykładem takiego działania jest kutrowanie farszu bez dostępu tlenu (tj. w warunkach zbliżonych do próżniowych lub w atmosferze azotu). Dodatek azotynu - biorąc pod uwagę uzyskanie pożądanej barwy kiełbasy - można wówczas obniżyć nawet do 19 ppm. Ze względów smakowych wymagany jest jednak dodatek tego związku na poziomie 40 - 50 ppm.

Do niedawna w Polsce stosowanie barwników w przetwórstwie mięsnym było zabronione. Po przystąpieniu naszego kraju do Unii Europejskiej i ujednoliceniu przepisów prawa żywnościowego dozwolone jest stosowanie niektórych barwników w przetwórstwie mięsnym. Prawo żywnościowe Unii Europejskiej nie zezwala barwienia mięsa nieprzetworzonego, natomiast dopuszcza stosowanie wybranych barwników spożywczych do przetworów mięsnych. Ustawodawstwo dopuszcza stosowanie kilkunastu barwników naturalnych i syntetycznych w produkcji wybranych grup i produktów mięsnych. Odnośnie niektórych barwników określono także maksymalną dopuszczalną zawartość tych substancji w wyrobie finalnym. Problematyce stosowania barwników w przetwórstwie mięsa poświęcono osobną publikację, która ukazała się na łamach niniejszego czasopisma w lutym b.r.

Rozważając zastosowanie barwników spożywczych w celu poprawy barwy produktów mięsnych należy wspomnieć, iż w Polsce istnieje również

możliwość poprawy barwy poprzez zastosowanie hemoglobiny - naturalnego barwnika występującego w krwi zwierząt, utrwalonej do formy odpornej na ogrzewanie (nitrozylohemoglobiny). Ma to szczególne znaczenie w przypadku przetworów wysokowydajnych wyprodukowanych z dużym udziałem hydrokoloidów (m. in. skrobi, karagenu, agaru).

Coraz częściej barwniki stosowane w produktach wytworzonych z surowców o mniejszej przydatności technologicznej i większej zawartości tłuszczu, np. kiełbasach homogenizowanych (parówki i mortadele). W takich przypadkach uzyskanie pożądanej barwy produktu wyłącznie w drodze peklowania utrudnia mała zawartość mioglobiny w surowcu użytym do jego wytworzenia. Dzięki zastosowaniu barwników lub ich mieszaniny możliwe jest uzyskanie barwy zbliżonej do barwy produktu wytworzonego z dużym udziałem mięsa chudego. Technologie barwienia stosuje się również do homogenatów z białek roślinnych, które następnie mogą być użyte jako zamienniki części wsadu mięsnego w produktach suszonych.

Stosując barwniki w przetwórstwie mięsa należy wziąć pod uwagę następujące aspekty: uregulowania prawne, rodzaj produktu - wyrób z całych mięśni czy z mięsa rozdrobnionego, technologię produkcji - parametry obróbki termicznej lub jej brak, dojrzewanie,

suszenie, obecność osłonki, konieczność dodatkowej obróbki cieplnej przed spożyciem.

Zagadnieniem budzącym coraz większe zainteresowanie wśród naukowców jest problem ewentualnych substytutów azotynu sodu i/lub potasu i uniknięcia tą drogą wszystkich potencjalnych zagrożeń stwarzanych przez stosowanie wspomnianych substancji chemicznych jako dodatków do żywności. Jak dotąd nie znaleziono związku, który w pełni mógłby zastąpić wielofunkcyjną rolę azotynu w procesie peklowania mięsa. Związkami, które mogą zastępować azotyn w jego roli barwotwórczej są barwniki. W badaniach nad tymi substancjami duże nadzieje wiąże się z zastosowaniem wyizolowanego barwnika gotowanego, peklowanego mięsa (ang. CCMP- cooked, cured meat pigment). Może być on izolowany z hemoglobiny bydlęcej, świńskiej lub heminy ekstrahowanej z erytrocytów. Dobre rezultaty osiągnięto również, produkując ten barwnik z hydrolizatów białkowych z mięsa fok. Dodatek składnika nitrozującego do heminy lub komórek erytrocytów w obecności substancji redukującej powoduje formowanie się CCMP. Utrwalenie preparatu odbywa się najczęściej poprzez dehydratację (np. suszenie rozpyłowe). Sproszkowany CCMP może być przechowywany w formie suchej przez 18 miesięcy. Barwnik ten dobrze rozpuszcza się w wodzie oraz roztworach soli. Może być on stosowany jako barwnik w mieszance peklującej tzw. „wolnej od azotynu" a stabilność barwy produktów mięsnych uzyskanej dzięki niemu jest zbliżona do stabilności barwy produktów peklowanych azotynowo. Możliwości zastosowania CCMP w produkcji kiełbas parzonych peklowanych bez dodatku peklosoli azotynowej dotyczyła publikacja Fischera i wsp. Autorzy stwierdzili, że cechy spektrofotometryczne tego barwnika są identyczne z parametrami barwnika wyekstrahowanego z mięsa peklowanego. Jeśli pigment ten zostanie dodany do mięsa surowego, wówczas w produkcie finalnym powstanie barwa odpowiadająca w dużym stopniu barwie przetworu mięsnego poddanego tradycyjnemu peklowaniu. Stopień akceptacji sensorycznej uzyskanego przetworu mięsnego zależy od ilości dodanego pigmentu i stężenia mioglobiny w mięsie. Wadą barwnika CCMP jest fakt, iż pigment ten szybko się utlenia, mogąc tym samym powodować odchylenia barwy produktu gotowego. Jednak stabilną jego formę można uzyskać drogą kapsułkowania.

Obecnie trwają także badania nad użyciem innych barwników naturalnych i syntetycznych mogących zastąpić azotyn w kształtowaniu pożądanej barwy produktów mięsnych. Pozytywne wyniki osiągnięto m. in. stosując sok z buraka ćwikłowego łącznie z obniżonym dodatkiem azotynu (50 mg/kg farszu) i askorbinianu sodu (200 mg/kg). Stosowanie samego soku z buraka do farszu na kiełbasę parzoną powodowało jego wyczuwalny smak i zapach, obniżając tym samym jakość sensoryczną gotowego wyrobu. Badano również skuteczność działania barwników antocyjanowych pochodzących z czarnego bzu, kwiatów malwy i owoców opuncji do barwienia kiełbas drobno rozdrobnionych. Uzyskana barwa produktów mięsnych była jednak niestabilna na skutek nietrwałego połączenia barwnika z białkami mięsa.

W przetwórstwie mięsa może być z powodzeniem stosowany preparat nazywany ryżem fermentowanym, ze względu na swe właściwości barwiące i konserwujące. W praktyce znajduje on dość szerokie zastosowanie w krajach wschodnioazjatyckich, jednak pod względem prawnym w wielu krajach, a także w Polsce nie jest on jeszcze dopuszczony do stosowania. Ryż fermentowany, znany także pod takimi określeniami jak: „ryż czerwony", ,,angkak", ,,mączka ryżowa", otrzymywany jest poprzez fermentację ryżu przez wyselekcjonowane szczepy pleśni z rodzaju Monascus (m. in. Monascus purpureus). Jego podstawową zaletą jest fakt, iż o prócz właściwości przyprawowych i barwiących wykazuje również działanie konserwujące (hamowanie wzrostu niektórych bakterii, głównie z rodzaju Bacillus). Należy przypuszczać, że - podobnie jak w Azji - jego zastosowanie pozwoliłoby na produkcję przetworów mięsnych zabarwionych na czerwono w stopniu zgodnym z oczekiwaniami konsumentów.

Na możliwość zastosowania ryżu fermentowanego w produkcji kiełbasy wołowej „typu egipskiego" wskazują wyniki przeprowadzone przez Shehata i wsp. Jest to wyrób otrzymany z rozdrobnionego mięsa wołowego wymieszanego z solą, substancjami peklującymi (azotyn sodu) i przyprawami. Konieczność dobarwiania tej kiełbasy wynika z faktu, iż produkt jest bardzo szybko zamrażany, aby zachować jego walory smakowe jako kiełbasy świeżej lub sprzedawany w ciągu kilku godzin od momentu wytworzenia. Wynikiem tego jest często tzw. „niedopeklowanie" (niedostateczna reakcja wybarwienia). Na podstawie licznych badań, mających na celu poprawę barwy tego typu wyrobów stwierdzono, że dodatek angkaku wpływał stabilizująco na barwę kiełbasy egipskiej. Potwierdzono również tezę o konserwującym działaniu ryżu fermentowanego, a produkt finalny uzyskał wysokie noty podczas oceny sensorycznej.

W badaniach przeprowadzonych przez Liu i wsp. wykazano, że dodatek ryżu fermentowanego wpłynął na poprawę barwy tzw. „kiełbasy chińskiej" o obniżonej zawartości azotanu (III) sodu. Na podstawie oceny sensorycznej gotowego wyrobu stwierdzono, że barwa i jakość ogólna kiełbasy była akceptowana w ciągu 28 dni po wytworzeniu.

Przeprowadzone próby nadania pożądanej różowoczerwonej barwy przetworom mięsnym przez ryż fermentowany nie dały jednak jednoznacznie pozytywnych rezultatów. Zdaniem Cieracha związek ten może częściowo zastępować lub uzupełniać azo tyn sodu w mieszance peklującej, jednak całkowite wyeliminowanie azotynu kosztem mączki ryżu fermentowanego może być przyczyną lekko gorzkiego smaku przetworów mięsnych.

Angkak próbowano zastosować również w produkcji kiełbas parzonych wytworzonych bez dodatku peklosoli azotynowej. Barwnik nadawał wówczas kiełbasie atrakcyjną barwę, która jednak nie odpowiadała typowej „czerwień i peklowniczej". Natomiast niewielki dodatek azotynu łącznie z preparatem ryżu fermentowanego pozwolił uzyskać bardzo zbliżony odcień barwy w porównaniu z kiełbasą kontrolną (produkt z mięsa peklowanego), a gotowy wyrób charakteryzował się ponadto większą trwałością.

Podobnie stosunkowo wysoką akceptacją sensoryczną cieszyły się sterylizowane konserwy z mięsa wieprzowego wytworzone z obniżoną ilością azotynu sodu (65 mg/kg farszu) oraz z dodatkiem ryżu fermentowanego. Ponadto barwa bloku konserwy była dość stabilna w trakcie 30- dniowego przechowywania i naświetlania.

Dążąc do ograniczenia wielkości dodatku azotynu sodu w produkcji przetworów mięsnych, prowadzono również badania nad zastosowaniem barwników syntetycznych. Korzystne działanie w tym zakresie wykazywała S-nitrozocysteina, która jednocześnie zapobiegała rozwojowi szkodliwej toksyny botulinowej. Pomimo pozytywnych wyników w zakresie barwy, okazało się, że użycie S-nitrozocysteiny zamiast azotynu sodu, nie przyczyniło się do redukcji ryzyka powstawania N-nitrozoamin. Natomiast związki chemiczne takie, jak: kwas nikotynowy i amid tego kwasu, pochodne pirydyny, związki heterocykliczne, np. tetrazole, puryny i pirymidyny, amidazol, pyrazyna i triazyna, tworzyły barwne połączenia z mioglobiną, lecz nie były one trwałe i szybko ulegały utlenianiu.

W innych badaniach Dasiewicz i Szostak stwierdzili, że podczas produkcji kiełbas wieprzowych drobno rozdrobnionych, wytwarzanych ze zredukowaną o połowę dawką azotynu sodu (0,3 % w stosunku do masy farszu) pozytywny wpływ na ich barwę miał dodatek koszenili. Kiełbasy wyprodukowane z jej dodatkiem uzyskały wysokie noty za barwę w ocenie sensorycznej. Ponadto barwa nie ulegała niekorzystnym zmianom w wyniku naświetlania oraz przechowywania kiełbas, co wskazuje - zdaniem autorów - na możliwość stosowania tego barwnika w produkcji kiełbas typu parówki o obniżonej zawartości azotynu.

W celu poprawy barwy produktów mięsnych wytwarzanych bez lub z obniżoną wielkością substancji peklujących, podejmowano próby polegające nie tylko na zastosowaniu dodatków barwników naturalnych - cieszących się akceptacją konsumencką - ale również na użyciu w tym celu innych składników żywności o właściwościach barwiących. Wpływu dodatku rozdrobnionego korzenia marchwi na barwę i inne wyróżniki jakości drobno rozdrobnionego produktu z mięsa kurcząt, dotyczyły badania przeprowadzone przez Stasiaka. Produkty z mięsa kurcząt cechują się najczęściej kremową, jasnoróżową barwą o niskim nasyceniu, co wynika z niskiej zawartości barwnych związków hemowych w mięsie drobiowym. Mięso to jest jednak atrakcyjne dla konsumentów pod względem wartości odżywczej i dietetyczności. Naturalna, niska intensywność barwy mięsa i wyrobów z mięsa kurcząt oraz zmiany, zachodzące podczas przechowywania, mogą wpływać na obniżenie ich akceptacji konsumenckiej, niezależnie od przydatności technologicznej surowca. Na podstawie badań własnych Stasiak dowiódł, iż barwa wyrobu z dodatkiem marchwi była stabilna i nie ulegała istotnym zmianom podczas 21-dniowego przechowywania w warunkach chłodniczych. Stabilność barwy farszów wynikała z niskiej wrażliwości karotenoidów na bodźce fizykochemiczne związane z zastosowanym procesem technologicznym. Autor podkreślił jednoznacznie, że dodatek marchwi w recepturze wyrobów drobno rozdrobnionych z mięsa kurcząt jest korzystny z uwagi na walory odżywcze marchwi, która jest bogata w naturalny przeciwutleniacz (S-karoten oraz błonnik pokarmowy.

Silne właściwości barwiące wykazuje również likopen, należący do karotenoidów, zawarty m.in. w pomidorach. Należy zaznaczyć, że likopen oprócz swoich właściwości barwiących jest substancją, która działa prozdrowotnie na organizm człowieka. W celu zbadania jego wpływu na barwę przetworów mięsnych wyprodukowano - stosując modelowe receptury - kiełbasę parzoną typu mortadela oraz wędlinę podrobową typu wątrobianka. Badania potwierdziły silne działanie barwiące likopenu. Doświadczalne wyroby zawierające ten barwnik nie różniły się pod względem smaku i zapachu od próbek podrobowych wędlin kontrolnych. Jednak pod względem barwy mortadela, zawierająca dodatek likopenu charakteryzowała się nienaturalnie czerwonawym zabarwieniem, szczególnie wraz z rosnącą wielkością jego dodatku. W przypadku wątrobianki był to odcień pomarańczowy. Taka barwa nie uzyskała akceptacji sensorycznej, dlatego użycie likopenu w celu kształtowania barwy wydaje się być ograniczone.

Sebranek i Bacus wymieniają możliwości uzyskania pożądanej sensorycznie barwy produktów mięsnych zaliczanych do tzw. żywności „organicznej" lub „bio". Pomimo zakazu stosowania dodatku azotanów i azotynów w „czystej" postaci (a także innych konserwantów chemicznych) w procesie produkcji tego typu żywności, w celu nadania pożądanego zabarwienia przetworom mięsnym można wykorzystać obecność wspomnianych związków chemicznych w innych składnikach używanych w procesie produkcyjnym, występujących w nich z natury. Do potencjalnych składników produktów mięsnych zawierających azotyny i/lub azotany należą m.in. sól morska, niektóre przyprawy, sok z selera i jego koncentraty. Ponieważ jon azotanowy jest bardziej stabilny niż jon azotynowy, to właśnie ta forma jest w przyrodzie bardziej rozpowszechniona. W przypadku zastosowania „naturalnych źródeł azotanów" w przetwórstwie mięsa wymagane jest zatem przeprowadzenie przemiany jonu azotanowego do jonu azotynowego, co można uzyskać w drodze redukcji przeprowadzonej przez mikroorganizmy. Mikroorganizmy redukujące azotany mogą być z kolei wprowadzane do przetworów mięsnych - tam, gdzie jest to możliwe - w formie kultur startowych. Proces redukcji azotanów (V) do azotanów (III) nie jest jednak bardzo prosty, gdyż wymaga czasu oraz kontrolowania wielu innych parametrów procesowych. Także inna kwestia związana z zastosowaniem naturalnych źródeł azotanów w przetwórstwie mięsa wymaga wyjaśnienia: jest nią trwałość i stabilność uzyskanych walorów sensorycznych produktów finalnych (głównie barwy i aromatu).

 

Podsumowanie

 

W procesie produkcji przetworów mięsnych podstawowym zabiegiem technologicznym, kształtującym barwę i jej stabilność jest peklowanie. Niepożądane skutki procesu peklowania mięsa stanowiły przyczynek do podjęcia badań, których celem jest możliwie maksymalne ograniczenie wyjściowej ilości stosowanego azotynu sodu albo zastąpienie jego barwotwórczej funkcji preparatami barwiącymi.

W celu poprawy barwy produktów mięsnych wytworzonych bez udziału bądź z ograniczoną wielkością dodatku substancji peklujących niejednokrotnie podejmowano próby polegające nie tylko na zastosowaniu dodatków barwników naturalnych - cieszących się akceptacją konsumencką - ale również na użyciu w tym celu innych składników wykazujących właściwości barwiące, m.in. marchwi, przecieru pomidorowego, soku z buraka ćwikłowego lub też dodatków o naturalnie wysokiej zawartości azotanów lub azotynów, np. soku z selera.

 

Autorzy: Aneta Cegiełka Kamila Młynarczyk Paweł Wysocki

Źródło: Dziadek

Dla potrzeb portalu wedlinydomowe.pl opracował Maxell

Zdjęcie: Bank Zdjęć WB

Edytowane 19 Grudnia 2019 przez EAnna

[arkadiusz]

Świetne opracowanie.

[Woytas]

Dobra robota. Pracuję w przetwórstwie mięsnym ponad 15 lat. Pierwszym i najważniejszym czynnikiem powodującym używanie azotyny sodu (azotynu potasu już praktycznie się nie używa)w produkcji przemysłowej jest tak jak napisałeś likwidowanie i hamowanie jadu kiełbasianego. Faktem jest że działa także jako przeciwutleniacz, ale ta pierwsza jego rola jest najważniejsza, jak dotąd nie znaleziono skuteczniejszego środka na zwalczanie tej groźnej trucizny. 

Abstrahując, żeby zmienić barwę na atrakcyjnie dla oka różową wystarczy peklować na sucho mięso na 1%.