Azotyny w procesie peklowania mięsa - funkcje, aspekty zdrowotne, peklowanie bezazotynowe

[Maxell]

Azotyny w procesie peklowania mięsa - funkcje, aspekty zdrowotne, peklowanie bezazotynowe

 

W pierwszej części artykułu przedstawiono problematykę azotanów i azotynów w produktach spożywczych w aspekcie występujących poziomów i możliwości wyeliminowania ich dodatku.

 

Azotyny i azotany występujące w żywności mogą być dwojakiego pochodzenia. Mogą one stanowić dodatek do żywności świadomie stosowany w procesie technologicznym (peklowanie mięsa, produkcja serów), jak również mogą one stanowić zanieczyszczenie wnoszone z surowcami roślinnymi, zwierzęcymi lub z wodą. Nadmierna kumulacja azotanów i azotynów w produktach rolnych ma związek z nawożeniem azotowym lub opadem związków azotu emitowanych przez zakłady przemysłowe.

W Polsce najwięcej azotanów i azotynów do diety wnoszą warzywa (azotany - 87%, azotyny - 43%), z których takie jak szpinak, pietruszka, sałata, kapusta i marchew mają wybitne zdolności kumulowania azotanów i azotynów. W czasie przechowywania warzyw może dochodzić do przemiany azotanów w azotyny. Mięso i przetwory mięsne wnoszą przeciętnie ok. 5% azotanów i 28 azotynów. Związki te obecne są także w wodzie, przetworach mleczarskich i roślinnych, w piwie i innych produktach żywnościowych.

Pewną ilość azotynów i azotanów stwierdza się w surowcu mięsnym nie peklowanym. Wykazano, że zawartość azotynów w surowym mięsie wołowym wahała się od 0,15 do 11,12 mg NaNO₂/kg. Zdecydowana większość próbek zawierała azotynów mniej niż 2,5 mg/kg. W praktyce
nie zdarza się przekroczenie zawartości tych związków dopuszczalnej dla przetworów mięsnych, jakkolwiek w przypadkach, kiedy zawartość azotynów wynosi ok. 10 mg/kg surowiec ten może po obróbce termicznej wykazywać cechy podobne do mięsa peklowanego. Dalszy, świadomy i prawidłowy pod względem ilościowym, dodatek technologiczny azotynów w procesie peklowania mięsa może spowodować przekroczenie dopuszczalnej pozostałości tych związków w gotowym produkcie.

Dopuszczalne dzienne spożycie (ADI) azotynów zostało przez FAO ustalone na poziomie 0,1 mg/kg masy ciała, a azotanów - 5 mg/kg masy ciała. Azotany są więc kilkadziesiąt razy mniej toksyczne, co nie oznacza, że nie należy kontrolować i ograniczać ich stężenia w żywności, biorąc pod uwagę, że są one prekursorami azotynów. Około 30-40% azotynów pobieranych przez człowieka z żywnością i wodą zostaje wydalone, a 60-70% pobranych azotynów ulega w organizmie przemianom, które nie są w pełni poznane.

Obecność azotynów i azotanów może być szkodliwa dla zdrowia z kilku powodów:

• obecność znacznych ilości azotynów i azotanów w żywności może
  wywierać określone skutki toksykologiczne i prowadzić do zatruć pokarmowych,
• azotyny mogą utleniać dwuwartościowe żelazo hemoglobiny do formy trójwartościowej, nie wykazującej zdolności odwracalnego wiązania tlenu i powodować tym samym methemoglobinemię, niebezpieczną zwłaszcza u niemowląt,
• azotyny i ich pochodne w reakcji z aminami w środowisku kwaśnym łatwo tworzą N-nitrozoaminy, których większość wykazuje działanie kancerogenne; spożywanie azotanów i azotynów może powodować powstawanie związków nitrozowych w organizmie ludzkim (w przewodzie
  pokarmowym),
• azotyny obniżają w pewnym stopniu wartość odżywczą, ograniczając wykorzystanie niektórych składników diety, powodują destrukcję witamin z grupy B, witaminy A i karotenu.

Jednym z najstarszych i w dalszym cigu powszechnie stosowanych zabiegów technologicznych, w którym świadomie stosuje się azotany i azotyny, jest peklowanie mięsa. Początki stosowania azotanów w konserwowaniu mięsa sięgają czasów starożytnych. Prawdopodobnie przez przypadek odkryto, że saletra, zanieczyszczająca pokłady soli kamiennej, wpływa korzystnie na barwię i trwałość przetworów mięsnych. W nowożytnej Europie pierwsze wzmianki o stosowaniu saletry pochodzą z XIV wieku z Niemiec. Dopiero w końcu ubiegłego stulecia poznano, że to azotyn powstały w wyniku redukcji azotanu jest substancją czynną w procesach peklowania mięsa. Od tego czasu rozpoczęto jego powszechne, praktycznie nie limitowane stosowanie, co doprowadziło do wielu przypadków masowych zatruć i w konsekwencji w 1916 roku zakazano stosowania azotynów w przetwórstwie mięsa. Dopiero po przeprowadzeniu
odpowiednich badań i określeniu limitów, w 1925 roku w Stanach Zjednoczonych dopuszczono azotyn ponownie do stosowania. Jedną z pierwszych prób uregulowania tej kwestii w Europie była wprowadzona w Niemczech w 1934 roku „ustawa nitrytowa", która nakazywała, dodawanie azotynów do mięsa wyłącznie po uprzednim wymieszaniu ich z solą kuchenną. Przetwory z przekroczoną dawką azotynów charakteryzowały się jednocześnie zbyt słonym smakiem, a więc nie były akceptowane przez konsumentów.

Azotyny (potasu E 249 i sodu E 250) i azotany (sodu E 251 i potasu E 252) są to dodatki stosowane obecnie w procesie peklowania mięsa. W zakresie ich stosowania obowiązują ścisłe ograniczenia, ale w dalszym ciągu związki te są niezastąpione w procesie peklowania mięsa z uwagi na wiele korzystnych funkcji, do których zaliczyć należy:

• wykształcenie różowoczerwonęj, ciepłoodpornej, stabilnej barwy mięsa,
• zwiększenie trwałości przetworów mięsnych dzięki bakteriostatycznemu, bakteriobójczemu i antyoksydacyjnemu działaniu substancji peklujących,
• uzyskanie pożądanych, charakterystycznych cech smakowo-zapachowych.

Wielofunkcyjność azotanów i azotynów wynika z ich dużej reaktywności ze składnikami tkanki mięśniowej. W badaniach nad bilansem azotynów w mięsie stwierdzono, że w charakterystycznej dla peklowania reakcji, z mioglobiną, wiąże się jedynie 5-15% całkowitej dawki azotynu. Pozostała część reaguje z białkami, związkami holowymi, lipidami, utlenia się do azotanu, wydziela w postaci gazowej. Od 5 do 20% (w zależności od warunków peklowania) pozostaje w mięsie w postaci wolnej.

Najbardziej reaktywną pochodną azotanów i azotynów w żywności, uczestniczącą w wielu przemianach zarówno w procesach technologicznych, jak i metabolicznych w organizmie ludzkim nie do końca jeszcze poznanych jest tlenek azotu.

Warunkiem efektywnego peklowania jest także przemiana azotynu do tlenku azotu, która może zachodzić przy udziale różnych czynników redukujących. Jedną z możliwości jest rozpad w środowisku kwaśnym, które w mięsie można uzyskać np. z przemian dodanych cukrów lub glukono-8-laktonu do kwasu glukonowego. Reakcje przemiany mogą także zachodzić w obecności grup - SH systemu cysteina-cystyna oraz w obecności enzymów tkankowych i bakteryjnych. W powstawaniu tlenku azotu uczestniczy zredukowany cytochrom c oraz NADH. Proces tworzenia tlenku azotu może być stymulowany zmianą potencjału redoks w wyniku dodania redukujących substancji, np. askorbinian sodu.

Powstały tlenek azotu jest tą substancją, która uczestniczy w reakcji tlenowania wszystkich obecnych w mięsie form natywnego barwnika
- mioglobiny, metmioglobiny i oksymioglobiny, tworząc formy nitrozylo-, które zyskują stabilność pod wpływem obróbki termicznej przekształcając się w nitrozylomiochromogen o różowoczerwonej, stabilnej barwie charakterystycznej dla mięsa peklowanego poddanego obróbce cieplnej.

Najbardziej niebezpiecznym kierunkiem przemian azotynów jest nitrozowanie, w wyniku którego syntetyzują i nagromadzają się lotne N-nitrozoaminy. N-nitrozoaminy jako związki chemiczne znane są od 1863 roku. Pierwszą jednak informację o ich rakotwórczym działaniu podali Bames i Magee w 1954 roku na podstawie obserwacji licznego występowania nowotworów wątroby u pracowników zakładu chemicznego stosujących N-nitrozodimetyloaminę jako rozpuszczalnik organiczny. Dzisiaj wiadomo, że z kilkuset przebadanych N- nitrozozwiązków ok. 90% wykazuje działanie kancerogenne. W organizmie żywym, pod wpływem procesów metabolicznych, dialkilonitrozoamina podlega odalkilowaniu, a następnie kondensacji do aktywnych diazoalkanów, które z kolei alkilują kwasy nukleinowe zmieniając ich kod genetyczny, a tym samym prawidłową syntezę białka. Wiąże się to z tym, że zalkilowana i jonizowana guanina łączy się w tej formie z tyminą, a nie z cytozyną. Zmiana sekwencji tych zasad wywołuje zmiany w replikacji DNA Stwierdzono, że nawet śladowe ilości nitrozoamin mogą powodować zakłócenia w prawidłowej syntezie białka.

W przetworach mięsnych jak dotychczas znajdowano przede wszystkim n-nitrozodimetyloaminę (NDMA) i n-nitrozopirolidynę (NPYR), a sporadycznie n-nitrozopiperydynę (NPIP) i n-nitrozodietyloaminę (NDEA). Najwięcej tych związków wykrywano w dojrzewających szynkach i kiełbasach surowych (ok. 10ug/kg). Związki te tworzą się szczególnie łatwo w mięsie zawierającym dużo tłuszczu, poddanym obróbce termicznej w wysokiej temperaturze. Tłumaczy się to katalitycznym działaniem nadtlenków. Szczególnie niebezpieczne jest smażenie i grillowanie przetworów mięsnych peklowanych. Generalnie stwierdza się w nich wyższy poziom n-nitrozopirolidyny. W krajach anglosaskich najwięcej NPYR stwierdza się w smażonym bekonie i boczku. Zakres tworzenia się tych związków zależy w pierwszym rzędzie od ilości dodanego azotynu, ale oprócz tego istotne znaczenie ma zawartość azotynu resztkowego jako rezerwuaru dla formowania się nitrozoamin podczas ogrzewania.

Wiadomo, że istnieje duża różnorodność czynników mogących wpływać na kinetykę reakcji nitrozowania. Najbardziej dyskusyjna jest rola drobnoustrojów w syntezie N-nitrozoamin. Niektóre wyniki badań sugerują, że poza bakteryjną redukcją azotanów do azotynów można rozważać biokatalityczny wpływ niektórych szczepów na reakcję nitrozowania. Dotychczas jednak nie rozstrzygnięto czy reakcja nitrozowania w materiale biologicznym jest katalizowana enzymatycznie, czy też o jej przebiegu decydują nieenzymatyczne czynniki powstałe w środowisku rozwoju mikroflory. Idące coraz dalej ograniczenia dodatku azotynów, obligatoryjne stosowanie substancji redukujących (askorbinianu i izoaskorbinian sodu) i staranne przestrzeganie receptur doprowadziło w ostatnich latach do znacznego ograniczenia obecności nitrozozwiązków w mięsie i przetworach mięsnych. Zawartość nitrozoamin w mięsie i produktach mięsnych znajduje się na ogół blisko zakresu wykrywalności i ze zdrowotnego punktu widzenia ma niewielkie znaczenie. Mięso i przetwory mięsne można zatem sklasyfikować jako żywność ubogą w tego typu związki.

Dyskusyjne jest współdziałanie NaCl w tworzeniu nitrozoamin. Jedni autorzy wykazują, że stężenie soli nie wpływa na poziom nitrozoamin, inni wykazali że jest odwrotnie. W świetle ostatnich doniesień wydaje się prawdopodobne, że katalizowanie nitrozowania przez chlorki może zachodzić w wyniku formowania się NOCl, który jest silniejszą grupą nitrozującą niż N₂O₃. Wiadomo z całą pewnością, że na etapie peklowania możliwe jest zmniejszenie ilości powstających nitrozoamin przez dodatek substancji hamujących powstawanie tych związków.
Przyczyną hamowania powstawania nitrozoamin przez kwas askorbiniowy, cysteinę, związki tiolowe i fenolowe jest konkurencyjność tych związków w stosunku do amin w zakresie szybkości wiązania dostępnego azotu. Stwierdzono, że niektóre substancje rozpuszczalne w tłuszczach, takie jak ct-tokoferol, długołańcuchowe acetale (chemicznie modyfikowany kwas askorbinowy) hamowały podczas smażenia bekonu tworzenie się N-nitrozopirolidyny.

Mając na uwadze wymienione zagrożenia od dawna bada się możliwości ograniczenia bądź wyeliminowania azotynów z procesów peklowniczych. Ostatnio zalecenia takie formułuje Światowa Organizacja Zdrowia. Dozwolone poziomy zawartości azotynów i azotanów w przetworach mięsnych były w polskim ustawodawstwie obniżane wielokrotnie na przestrzeni kilkunastu ostatnich lat i są one praktycznie ograniczone do minimum. Dodatkowo przed przypadkowym przedawkowaniem azotynów zabezpiecza przepis, który zezwala na stosowanie tych związków wyłącznie w postaci mieszaniny z solą kuchenną zawierającą nie więcej niż 0,6% NaNO₂. Przedawkowanie tej mieszaniny musi spowodować rozpoznanie i odrzucenie produktu z powodu nadmiernej słoności.

Gdyby rola azotynu sodu polegała wyłącznie na uczestniczeniu w reakcjach nitrozylowania barwników hemowych to poziom dodatku tego związku mógłby być jeszcze bardziej obniżony lub wyeliminowany z jednoczesnym zastosowaniem innej substancji barwotwórczej. Dalsze ograniczanie poziomu dodatku azotynu wydaje się niemożliwe, gdyż niższy poziom tego związku stanowiłby niedostateczne zabezpieczenie przed rozwojem Clostridium botulinum.

Obecne tendencje modyfikowania procesu peklowania mięsa ukierunkowane są na radykalne zdynamizowanie reakcji nitrozylowania barwników hemowych i innych substratów reakcji oraz zminimalizowanie ilości tzw. azotynów resztkowych w gotowych peklowanych przetworach mięsnych. Powszechnie stosowany jest obecnie w tym celu dodatek askorbinianu sodu i innych substancji redukujących, kutrowanie w warunkach podciśnienia lub w atmosferze modyfikowanej oraz stosowanie kultur starterowych przyspieszających reakcje nitrozylowania barwników hemowych. Dążenie do zachowania pełnej kontroli nad procesem peklowania spowodowało między innymi zmniejszenie do minimum stosowania azotanów w procesach peklowania mięsa.

 

W drugiej części artykułu opisano możliwości i efekty zastąpienia azotynów i azotanów innymi substancjami

 

Zagadnieniem budzącym coraz większe zainteresowanie jest problem ewentualnych substytutów azotynu i uniknięcia tą drogą wszystkich potencjalnych zagrożeń stwarzanych przez stosowanie tej substancji. Naukowcy proponujący całkowitą eliminację nitrytu z mieszanek peklujących koncentrują się na poszukiwaniu nie jednego zamiennika tego związku, lecz multi-kompleksu, wychodząc z założenia, że wielofunkcyjne właściwości nitrytu nie mogą być zastąpione przez pojedynczy składnik.

Już na początku lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku, opracowano miksturę do peklowania wolną od nitrytu, składającą się z barwnika,
antyoksydanta (substancja kompleksotwórcza) i czynnika antybakteryjnego. Jako barwnik użyty był związek syntetyczny erytrozyna, rolę antyoksydanta spełniały łącznie fosforan, polifosforan i trzeciorzędowy butylohydroksychinon. Czynnikiem antybakteryjnym były estry alkilowe, kwas p-hydroksybenzoesowy i kwas sorbowy bądź jego sole: sodowa lub potasowa.

W badaniach nad związkami mogącymi zastępować azotyn sodu w jego roli barwotwórczej duże nadzieje wiąże się z zastosowaniem wyizolowanego barwnika gotowanego, peklowanego mięsa (CCMP-coo-ked, cured meat pigment). Może on być izolowany z hemoglobiny bydlęcej, świńskiej lub z heminy ekstrahowanej z erytrocytów. Dodatek składnika nitrozującego do heminy lub komórek erytrocytów, w obecności substancji redukującej, powoduje formowanie się CCMP. Dobre wyniki osiągano również produkując ten barwnik z hydrolizatów białkowych z mięsa fok. Istotnym etapem w technologii produkcji CCMP jest stabilizowanie preparatu. Można tego dokonać poprzez przechowywanie w atmosferze obojętnego gazu lub mikrokapsułowanie. Mikrokapsułowanie polega na zawieszeniu pigmentu w roztworze lub paście naturalnych polimerów węglowodanowych. W tym celu wykorzystuje się gumę arabską, (3-
cyklodekstiyny, maltodekstryny, skrobię modyfikowaną. Utrwalenie preparatu odbywa się najczęściej poprzez dehydratację, np. suszenie rozpyłowe. Sproszkowany CCMP może być w formie suchej przechowywany przez 18 miesięcy. Dobrze rozpuszcza się w wodzie oraz roztworach soli i może być stosowany jako barwnik w mieszance peklującej wolnej od azotynu. Stabilność barwy uzyskiwanej w wyniku zastosowania tego pigmentu jest zbliżona do stabilności barwy produktów peklowanych azotynem.

Biorąc pod uwagę fakt, że bezpośrednim substratem reakcji peklowniczych jest tlenek azotu, przeprowadzono liczne doświadczenia nad zastosowaniem bezpośrednio tlenku azotu do reakcji z mioglobiną w warunkach niskiego ciśnienia parcjalnego tlenu i w efekcie ograniczenie ilości nitrozoamin. Nie znany jest jednak udział tlenku azotu w tworzeniu nitrozozwiązków.

Trwają także badania nad użyciem innych barwników naturalnych i syntetycznych. Rozpatrywano możliwość zastąpienia azotynów barwnikiem naturalnym, jakim jest betanina zawarta w czerwonych burakach. Betanina należy do betacyjanianów, łatwo ulega degradacji pod wpływem działania czynników utleniających w wysokiej temperaturze. Stwierdzono, że utrwalenie barwy mięsa jest możliwe w temperaturze wyższej niż 20°C. Następuje wówczas związanie barwnika przez białko mięsa, a reakcja zachodzi między grupami karboksylowymi białek i grupami wodorotlenowymi barwnika lub grupami aminowymi białka i karboksylowymi barwnika.

Korzystne wyniki osiągnięto stosując sok z buraka ćwikłowego z dodatkiem azotynu (50 mg/kg mięsa) i askorbinian sodu (200 mg/kg). Stosowanie samego soku z buraka powoduje wyczuwanie jego smaku i zapachu, obniżając tym samym sensoryczną ocenę gotowego wyrobu. Zjawiskiem bardzo niepożądanym okazała się obecność dużych ilości azotanów w samym soku z buraka. Badano także skuteczność barwników antocyjanowych pochodzących z czarnego bzu, kwiatów malwy i owoców opuncji do barwienia kiełbas drobno rozdrobnionych. Uzyskana barwa była jednak niestabilna na skutek braku trwałego chemicznego połączenia barwnika z białkami mięsa.

Do barwienia żywności w krajach UE można używać oprócz soku z buraków także ekstraktów monascusowych, będących czerwono zabarwionymi produktami przemiany materii, powstającymi podczas fermentacji skrobi ryżowej przez pleśnie Monascus purpureus. Ta nadająca barwę substancja jest oddzielana i zagęszczana. Barwiący koncentrat jest dobrze rozpuszczalny w wodzie. W przypadku przetworów mięsnych substancja ta jest proponowana jako związek zastępujący lub zupełniający azotyn w mieszance peklującej. Całkowite zastąpienie azotynu ekstraktem może być przyczyną lekko gorzkiego smaku przetworów mięsnych. Prowadzono również badania nad zastosowaniem takich barwników, jak karmina (koszenila), czerwień allura, B-karoten, ekstrakt papryki i angkak (mielona mączka ryżowa z namnożonymi szczepami Monascus), stwierdzając dobrą stabilność barwy przetworów z dodatkiem wymienionych barwników w czasie naświetlania.

Spośród syntetycznych barwników' korzystne oddziaływanie ma S-nitrozocysteina, która jednocześnie zapobiega rozwojowi CL botulinum. Badano między innymi użycie S-nitrozocysteiny jako barwnika w procesie peklowania bez dodatku nitrytu. Pomimo dobrych wyników w zakresie barwy produktów stwierdzono, że użycie S-nitrozocysteiny zamiast nitrytu nie przyczynia się do redukcji ryzyka powstawania N-nitrozoamin.

Spośród innych związków chemicznych można wymienić: kwas nikotynowy i amid tego kwasu, pochodne pirydyny, związki heterocykliczne, np. tetrazole, puryny i pirymidyny, amidazol, pyrazyna, triazyna. Większość tych związków tworzy połączenia barwne z mioglobiną, lecz są one bardzo nietrwałe i szybko ulegają utlenieniu. Drugą ujemną cechą wielu spośród tych związków jest działanie farmakodynamiczne, wyrażające się rozszerzaniem naczyń krwionośnych.

Badano również niektóre substancje i związki chemiczne zapobiegające oksydacji lipidów i mogące stanowić zamiennik nitrytu w procesie peklowania.
Produkty pochodzenia lipidowego stanowią największą część lotnych składników gotowanego mięsa.
W kształtowaniu profilu smakowo-zapachowego peklowanego bekonu uczestniczy ponad 70 substancji chemicznych pochodzenia lipidowego. Nitryt działa silnie antyoksydacyjnie na lipidy mięsa, inhibituje rozpad nienasyconych kwasów tłuszczowych, wpływając na profil smakowo-zapachowy peklowanego mięsa. Wpływ ten polega przede wszystkim na ograniczaniu powstawania produktów oksydacji lipidów.
W tkance mięśniowej jednym z głównych produktów oksydacji lipidów jest heksanal, wyższy aldehyd, którego zawartość zależy od ilości kwasu linolenowego i który nadaje charakterystyczny niepożądany zapach gotowanemu mięsu. Powstawanie heksanalu i innych wyższych aldehydów jest eliminowane dzięki obecności nitrytu.

W badaniach nad zamiennikami azotynów podjęto próby zastosowania substancji, które zapobiegały oksydacji lipidów. Przebadano wiele przeciwutleniaczy BHT, BHA, czwartorzędowy butylohydroksychinon, różnorodne fosforany (np. trifosforan sodu, difosforan tetra sodowy) oraz przeciwutleniacze naturalne, frakcje antyoksydacyjne przypraw (olejki eteryczne i oleorezyny). Sprawdzono działanie układów substancji opartych na połączeniu askorbinianu sodu, trifosforanu sodu, niewielkiej ilości antyoksydanta oraz z dodatkiem lub bez CCMP. Uzyskano znaczną redukcję stężenia niektórych specyficznych aldehydów i substancji reagujących z kwasem 2-tiobarbiturowym.
Potwierdzono, że CCMP wykazuje także aktywność antyoksydacyjną, zwłaszcza w obecności askorbinian sodowego. Stwierdzono, że dodatek 12 mg CCMP i 550 mg askorbinianu sodowego na 1 kg mięsa wykazuje właściwości antyoksydacyjne podobne do 50 mg nitrytu. Dodatek trifosforanu sodowego w połączeniu z CCMP i askorbinianem sodowym jeszcze bardziej hamuje oksydację.

Obecność azotynów w procesie peklowania mięsa jest też niezbędna dla zapewnienia aktywności antybakteryjnej. Azotyn sodu reaguje ze związkami zawierającymi żelazo w komórce bakteryjnej (ferrodoksyna) oraz działa na spory Cl. botulinum po wyrośnięciu, a przed wydzieleniem toksyn i w ten sposób hamuje ich rozwój. Inna teoria tłumaczy inhibitujące działanie azotynu tworzeniem w czasie obróbki termicznej nieznanego bliżej związku „czynnika Periego". Stosowanie mniejszych dawek azotynów niż 120 ppm powoduje wprawdzie powstanie odpowiedniej barwy i cech smakowo-zapachowych, nie zapewnia jednak bezpieczeństwa mikrobiologicznego.

Alternatywne składniki antybakteryjne, na które obecnie zwraca się uwagę, to głównie sorbinian potasu, podfosforyn sodu, kwas mlekowy, jego sole oraz kultury bakterii kwasu mlekowego, niektóre przeciwutleniacze, nizyna, estry fumarowe i polifosforany. Z wymienionych substancji dokładnie przebadany został i uznany za bezpieczny dodatek sorbinianu potasu. Inhibitujące działanie na Cl. botulinum, porównywalne z działaniem z ok. 150 ppm nitrytu, wykazywało 2600 ppm sorbinianu potasowego. W innych badaniach stwierdzono, że sorbinian potasu w ilości 0,26% lub kwas sorbowy w ilości 0,2% hamują rozwój Cl. botulinum co najmniej tak samo skutecznie jak 150 ppm azotynu.
Sorbinian potasu wykazuje działanie antybakteryjne niezależnie od tego czy towarzyszy mu azotyn czy też nie. Cechy sensoryczne przetworów z dodatkiem sorbinianu potasu i niewielkiej ilości nitrytu były akceptowane w stopniu porównywalnym z przetworami z mięsa peklowanego tylko nitrytem.

Badano możliwość użycia podfbsfbrynu sodu w celu zahamowania wzrostu Cl. botulinum w bekonie peklowanym bez udziału nitrytu.
Okazało się, że poziom 3000 ppm podfosforynu sodu wykazywał analogiczny skutek jak 120 ppm nitrytu, a oddziaływanie antybakteryjne tego związku rosło w obecności soli i w miarę wzrostu kwasowości środowiska. W badaniach nad wpływem licznych dodatków antybakteryjnych w systemie peklowania bez nitrytu,
a z udziałem CCMP wykazano, że antybotulinowa aktywność podfosforynu sodu przy poziomie 3000 ppm odpowiadała dodatkowi nitrytu w ilości
150 ppm. W innych badaniach dowiedziono, że użycie podfosforynu sodu pozwala na trzykrotną redukcję dawki azotynów i jednocześnie zapobiega tworzeniu się nitrozoamin oraz hamuje wytwarzanie enterotoksyny botulinowęj. Podfosforyn sodu jest odpowiedni do użycia w systemie wolnym od nitrytu, jest substancją łatwo rozpuszczalną, lekko słodką w ocenie organoleptycznej.

Spośród fosforanów skuteczny okazał się też kwaśny pirofosforan sodu, którego działanie antybakteryjne w rozdrobnionej wieprzowinie i wołowinie było tak samo efektywne jak nitrytu w środowisku o wartości pH = 6,0. Aktywność antybakteryjna tego związku była wyraźnie lepsza przy pH-6,0 niż przy pH - 5,7 czy 6,3.

Inni badacze zajmowali się z kolei antybakteryjnym działaniem fumaranów. Wykazano, że poziom 1250-2500 ppm fumaranu metylu i etylu odpowiada efektywnemu działaniu 120 ppm nitrytu w inhibitowaniu toksycznego działania zarodników Cl Botulinum. Nie badano natomiast estrów fumaranu pod względem ich wpływu na akceptowalność sensoryczną przetworów mięsnych.

Skutecznym sposobem kontroli aktywności mikrobiologicznej w mięsie może być użycie niskich dawek promieni y w niskich temperaturach, co pozwala na całkowitą eliminację nitrytu. W praktyce jednak niewielkie stężenie nitrytu lub jego substytutów powinno być stosowane w celu uzyskania charakterystycznej barwy i zapachu produktów peklowanych. Korzystne rezultaty osiągnięto stosując niewielkie dawki naświetlania promieniami y w niskich temperaturach w połączeniu z dodatkiem CCMP.

Dodatek do solanek bekonowych kwasu mlekowego lub bakterii kwasu mlekowego w połączeniu z łatwo fermentującymi sacharydami był stosowany z dobrym skutkiem jako substytuty nitrytu o działaniu inhibitującym rozwój mikroflory. Kombinacja sacharozy i czystych kultur Lactobacilius również powodowała wystarczającą stabilność mikrobiologiczną szynek, które były uważane za podobne pod względem cech sensorycznych do peklowanych konwencjonalnie. Dodatek do mięsa nizyny (antybakteryjny produkt bakterii fermentacji mlekowej) w ilości 75 ppm był bardziej efektywny niż 150 ppm nitrytu w działaniu inhibitującym rozwój Cl. sporogenes.

Niektóre z fenolowych antyoksydantów wykazują równocześnie  aktywność antybakteryjną. Najlepszy efekt uzyskano stosując butylohydroksyanizol, który powstrzymywał wzrost Cl. botulinum już w stężeniu 50 ppm. Inne fenolowe przeciwutleniacze: butylohydroksytoluen, galusan propylu czy trzeciorzędowy-butylohydroksychinon okazały się mniej efektywne. Ujemnym aspektem działania tych związków jest ich migracja do fazy tłuszczowej, co obniża efektywność ich oddziaływania na mikroflorę mięsa.

Zgodnie z raportem Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych działania w zakresie zmniejszenia ryzyka przy spożywaniu żywności zawierającej azotany i azotyny powinny obejmować:

• badania nad fizjologicznym, a zwłaszcza rakotwórczym oddziaływaniem azotynów i azotanów,
• znalezienie alternatywnych substancji w procesie peklowania mięsa,
• zmniejszenie zawartości azotanów i azotynów w warzywach i wodzie,
• doskonalenie technologii w kierunku ograniczenia tworzenia się amin i związków nitrozowych.

Prowadzone badania i ich wykorzystanie w praktyce przyniosło już pozytywny skutek. Opublikowany niedawno raport Departamentów Rolnictwa i Weterynarii Stanów Zjednoczonych stwierdza, że w ciągu ostatnich 25 lat spożycie N-nitrozoamin z żywnością zmniejszyło się 10-krotnie. Za bezwzględnie konieczne należy uznać także w Polsce wprowadzenie ciągłej kontroli skażeń wszystkich elementów środowiska, a więc żywności, powietrza, wody, gleby, co pozwoliłoby na obserwacje występujących trendów i wczesne zapobieganie rzeczywistym zagrożeniom.

Nie ulega wątpliwości, że poszukiwanie alternatywnych metod peklowania mięsa zmierzających do redukcji bądź eliminacji azotynów jest konieczne w celu zmniejszenia ryzyka powstawania N-nitrozoamin. Badania w tym zakresie okazały się w wielu przypadkach pomyślne. W wyniku tych doświadczeń uzyskano przetwory z mięsa peklowanego bez udziału nitrytu lub z jego niewielkim udziałem, bezpieczne mikrobiologicznie i akceptowalne sensorycznie. W dalszym ciągu podstawową trudność sprawia znalezienie, w miejsce nitrytu, substancji kształtujących profil smakowo-zapachowy przetworów peklowanych oraz znalezienie równie skutecznego jak azotyn sodu inhibitora wzrostu mikroflory patogennej, a zwłaszcza Clostridium botulinum.

 

Autor: Marek Cierach