Стабилизация окраски мяса и колбасных изделий

Интенсивность и устойчивость окраски колбасных изделий - один из основных показателей качества и свежести зтих продуктов.
Для образования и сохранения в процессе тепловой обработки розовой окраски колбасных изделий и копченостей добавляют нитрит либо нитрат или их смесь. (В настоящее время используется нитритная соль.)
Цвет свежего несоленого мяса обусловлен содержанием в нем пигментов — миоглобина, гемоглобина, цитохрома. Последние два пигмента практически не влияют на окраску мышц; основным красящим пигментом мясопродуктов является миоглобин, составляющий 90% общего содержания пигментов.
Миоглобин отличается от гемоглобина по белковому компоненту.

Гем — пигмент миоглобина и гемоглобина представляет собой комплексное соединение четырех пироловых ядер с центральным атомом железа.
Железо в геме двухвалентно. Гемоглобин и миоглобин окисляются, теряя электрон, и образуют окисленный «мет» пигмент. Эта реакция наблюдается при обесцвечивании соленого мяса, в результате чего появляется блеклый серый или коричневый цвет.

Миоглобин (Mb) имеет пурпурно-красную окраску, которая хорошо сохраняется в отсутствие кислорода и при наличии редуцирующих веществ, в том числе естественно находящихся в мясе, например, сульфгидрильных групп.
Общее количество миоглобина в мышцах составляет около 1% от всех содержащихся в них белков.
Интенсивность окраски мышц обусловливает количество миоглобина, которое в свою очередь зависит от тренировки мышц, вида, возраста, образа жизни животного. В работающих мышцах содержится больше миоглобина и они окрашены интенсивнее.
При этом следует отметить, что содержание миоглобина у молодых животных в 2—4, а иногда в 8 раз ниже, чем у взрослых.
Пурпурно-красная окраска в толще мяса обусловлена миоглобином. Ярко-красную окраску поверхностных слоев вызывает оксимиоглобин МЬО2.
При взаимодействии с окисью азота миоглобин превращается в нитрозомиоглобин или нитрооксимиоглобин (NOMb). Все эти соединения обратимы, имеют ярко-красную окраску и железо в них является двухвалентным.
При обесцвечивании мяса наблюдаются два типа окислительных изменений: окисление двухвалентного железа в геме до трехвалентного и воздействие кислорода непосредственно на порфириновое кольцо.
Первая реакция может быть обратимой. При воздействии восстановителей, например аскорбиновой кислоты, метмиоглобин может быть восстановлен в миоглобин.
При второй реакции образуется необратимое соединение, придающее, мясу зеленоватый оттенок.
Порфириновое кольцо может разрушиться под влиянием перекисей, которые появляются в мясе в результате окисления жиров или жизнедеятельности микроорганизмов, например лактобацилл. Последние размножаются очень быстро в отсутствие кислорода или при наличии весьма незначительного его количества и продуцируют перекись водорода, являющуюся очень реактивным окисляющим веществом.
Это явление рассматривается в литературе в качестве возможной причины обесцвечивания упакованной под вакуумом колбасы в течение одного или двух дней.
Оно также может вызвать появление в сырокопченой колбасе обесцвеченных участков вокруг кусочков шпика, имеющего признаки окислительной порчи и наличие перекисей до его использования в производстве колбас.
При хранении такой колбасы площадь обесцвеченных участков постепенно увеличивается до полного исчезновения нормальной окраски.
Реакция обесцвечивания катализируется светом и протекает очень медленно в его отсутствии.
Обесцвечивание, связанное с окислением миоглобина до метмиоглобина, зависит от парциального давления кислорода. Пигмент мяса при высоком парциальном давлении кислорода находится в виде оксимиоглобина (МЬО2).
При понижении парциального давления начинается образование метмиоглобина (ММЬ).
Скорость самоокисления миоглобина зависит от pH и температуры и возрастает по мере понижения pH, например, с 6,4 до 5,3 в четыре раза, а с повышением температуры от 0 до 4° С в два раза.
В результате исследований было доказано, что нитрозомиоглобин наиболее интенсивно образуется при высоком pH, например при pH 6,8 более, чем при pH 6,2.
При варке мяса происходят денатурация белковой части миоглобина и окисление гема, мясо приобретает коричневато-серый цвет, который обусловлен образовавшимися при этом миохромом и гематином.
Для придания соленым мясным продуктам розовой окраски после их тепловой обработки применяют нитрит натрия, нитрат натрия или калия.
Быстрота образования окраски и возможность точного дозирования являются несомненными преимуществами нитрита перед селитрой.
При посоле селитра играет роль источника образования нитрита, которое происходит под действием денитрифицирующих бактерий, восстанавливающих в благоприятных условиях соли азотной кислоты до соли азотистой кислоты (2NaNО3 денитрифицирующие бактерии ->> 2NaN02 + О2).
Сохранение соленым мясом розово-красного цвета обусловлено продуктом восстановления нитрита - окисью азота. Окись азота, реагируя с миоглобином мяса, превращает его в N0 миоглобин (нитрозомиоглобин), который является красящим веществом соленого мяса.
После варки соленые мясопродукты приобретают более светлую окраску, которая обусловлена в основном NO-миохромом, образующимся в результате денатурации NO-миоглобина в процессе варки.
Нитрит натрия превращается в азотистую кислоту, которая в свою очередь переходит в окись азота. Окись азота соединяется с миоглобином или с метмиоглобином и образует нитрозомиоглобин. Если реакция идет через метмиоглобин, необходимо присутствие восстанавливающего агента для изменения трехвалентного железа в двухвалентное.
При окислении (потере электрона) нитрозомиохром превращается в денатурированный метмиоглобин.
Кислород нельзя рассматривать как единственно необходимый для окислительных процессов. Имеются и другие окисляющие агенты, которые могут влиять на потерю электрона в системе нитрозомиохрома.
Исследованиями ВНИИМПа установлено, что при добавлении 3 мг% нитрита к мясному фаршу после его нагревания образуется 43% нитрозомиохрома от общего количества пигмента, а при добавлении 5 мг% — около 83%.
Нитрозомиоглобин может переходить в NO-миохром также под влиянием некоторых осаждающих веществ (вызывающих денатурацию), в том числе концентрированных рассолов, а также при высушивании, копчении и хранении соленых продуктов.
NO-миохром, который в основном обусловливает окраску солено-вареных мясопродуктов, бывает и в невареном соленом мясе и преобладает во многих сырокопченых колбасах и копченостях.
NO-миоглобин растворим в воде, в водном растворе на воздухе он быстро превращается в метмиоглобин, вследствие чего окраска водных вытяжек из сыросоленых продуктов становится коричневатой.
В противоположность NO-миоглобину, NO-миохром растворим в спирте, но не растворим в воде, поэтому водные вытяжки из вареных колбас не бывают окрашены.
Различные нюансы окраски колбасных изделий зависят от смеси производных миоглобина. Позеленение мяса при загаре обусловлено присутствием сульфомиоглобина, который образуется под действием H2S.
Нитрит относится к сильнодействующим веществам группы В. Высшая разовая доза для человека — 0,3 г, а суточная — 1 г.
В нашей стране техническими условиями на колбасные изделия в копчености допускалось в течение ряда лет содержание нитрита в готовом продукте не более 15-20 мг%.
Законодательством многих стран также разрешено содержание нитрита в колбасных продуктах не выше 20 мг%. Имеются указания, что в США допускается более высокий уровень — 30 мг%.
Содержание нитрата в колбасных изделиях нигде не ограничивается, хотя он может служить источником образования нитрита в организме человека.
Анализ материалов, полученных от отечественных предприятий, показал, что посол мяса для вареных и полукопченых колбас на ряде мясокомбинатов производили в виде шрота с добавлением 50 г селитры при посоле. Нитрит при этом в основном добавляли при составлении фарша в виде 0,4%...1%...2,5%-ного раствора в количестве 2—3—5 г нитрита на 100 г сырья.
На многих предприятиях посол мяса при изготовлении вареных колбас производили в тонком измельчении с добавлением рассола или мелкой соли. При этом нитрит и селитру добавляли при посоле или селитру при посоле, а нитрит при составлении фарша.
На некоторых предприятиях селитру не применяли, а вводили только нитрит при составлении фарша в количестве 5 или 10 мг% .
Было установлено, что содержание нитрита в готовом продукте колебалось в больших пределах — от наличия следов до 20 мг%, а в некоторых видах свинокопченостей и выше.
Самое низкое количество нитрита было обнаружено в вареных колбасах и сосисках, при производстве которых применяли один нитрит.
В сырокопченых колбасах количество свободного нитрита на большинстве предприятий колебалось от наличия следов до 0,75 мг% и только в единичных случаях достигало 8 мг%.
Наиболее значительные колебания в содержании нитрита на разных мясокомбинатах наблюдались в свинокопченостях. На одних предприятиях оно не превышало 3 мг%, на других достигало 20 мг%.
Сведения о содержании нитрита в теплый и холодный периоды года не дали возможности выявить определенную закономерность; только на некоторых предприятиях, применяющих селитру и нитрит, его количество в готовой вареной колбасе в июле было значительно выше, чем в январе.
По данным ВНИИМПа, содержанте гемина (определенное колориметрически и спектрофотометрически) в сумме с гемином крови, оставшейся в говяжьем мясе, колеблется от 42 до 62 мг% и составляет в среднем 48 мг% (или 1,2% миоглобина). Для свиного мяса эта величина значительно ниже, колеблется в пределах 22— 42 мг% и составляет в среднем 28 мг% гемина, или около 0,6% миоглобина.
Отсюда по теоретическому расчету требуется в среднем 5,38 мг% нитрита для говяжьего мяса и 3,14 мг% для свиного.
При этом выявлено, что при изготовлении колбасных изделий некоторая часть нитрита разрушается в процессе посола, тепловой обработки и хранения продуктов. При изготовлении вареных колбас свободного нитрита остается не более 45 %, а полукопченых — 25 % к внесенному.
Данные Американского мясного института о содержании миоглобина в мышечной ткани согласуются с данными ВНИИМПа: в телятине и свинине содержится 0,1—0,3% миоглобина; в говядине, полученной от взрослых животных, — 0,4—1,0% и в говядине, полученной от старых животных, — 1,6—2,0%. Допустимое максимальное содержание нитрита в мясопродуктах в 25—50 раз больше, чем требуется теоретически при посоле для реакции на молярной основе. Однако этот избыток необходим, чтобы компенсировать потери при восстановлении нитрита до окиси азота.
Нитрат калия не оказал никакого влияния на цвет мяса, обработанного нитритом. Добавление аскорбината натрия к смеси миоглобина и NaN02 оказало положительное влияние.Изоаскорбинат по своему действию не отличался от аскорбината натрия.
В отсутствии аскорбината добавление большого количества нитрита (молярное отношение 1 : 500 Mb : NaNO2) вызывало зеленое обесцвечивание и низкое содержание DNOMb.
На основании исследований установлено, что уменьшение нитрита при посоле не вызвано его взаимодействием с аминокислотами, а также с концевыми аминогруппами протеина.
Применение нитритов имеет преимущество перед нитратами в скорости протекания процесса образования N0 (окиси азота) и точности дозирования.
Нитритный посол более экономичный, так как при нем отсутствует первая стадия процесса — бактериальное восстановление селитры в нитрит, при этом также исключается возможность образования повышенного количества нитрита в продукте.
Имеются наблюдения, что изделия, которые наряду с нитритами содержат нитраты, имеют худшую окраску по сравнению с теми, в которых имеется только нитрит. Вместе с тем у многих практических работников противоположное мнение по этому вопросу, которое, вероятно, отражает традиции, сложившиеся в то время, когда при посоле применяли только селитру. Данных об экспериментальном подтверждении преимущества селитры перед нитритом в литературе не встречается.
По данным ВНИИМП, добавление смеси нитрита с селитрой или одной селитры не дало преимуществ по сравнению с добавлением одного нитрита.
Применение парного мяса без выдержки в посоле по сравнению с парным, охлажденным или дефростированным мясом, выдержанным в посоле в течение 18—20 ч, обеспечило получение наиболее интенсивной окраски вареной колбасы.
Развитие окраски происходит не только в процессе обжарки, но также и варки колбасы, при этом наблюдается, что образование нитрозопигмента связано с происходящим распадом свободного нитрита.
При добавлении 2, 5, 14, 50 мг% нитрита к мясу, измельченному в виде шрота, с последующей его выдержкой в посоле в течение 48 ч, в готовой вареной колбасе обнаружено свободного нитрита соответственно 1,2—1,3 и 4,9; 6,4 и 8,9 мг%.
При введении в мясо 2 мг% нитрита колбаса была слабо окрашена, когда свободного нитрита оставалось 1,2 мг%. Следовательно, реакция соединения миоглобина с окисью азота, образующейся из нитрита, прошла не до конца, и только часть миоглобина перешла в нитрозомиоглобин.
Добавление нитрита в количестве 5 мг% и более обеспечило нормальную окраску колбасы.
При изготовлении сырокопченой колбасы и добавлении к массе сырья 5, 10 и 20 мг% нитрита, его содержание в готовом продукте составило 0,15; 0,30 и 0,5 мг% соответственно.
При посоле мяса для вареной колбасы с 10 мг% нитрита количество свободного нитрита в готовом продукте колебалось от 3,2 до 5,3 мг%.
Увеличение дозы нитрита с 3 до 5 и 10 мг% сопровождалось некоторым повышением содержания нитрозопигмента, а также интенсивности окраски вареной колбасы.
При изготовлении полукопченых колбас нитрит вводили при посоле мяса в количестве 3, 5, 7,5 и 10 мг%. Было установлено, что более интенсивно окрашена полукопченая колбаса, приготовленная с одним нитритом; это преимущество сохранилось и после 10 суток хранения в подвешенном состоянии при 10—12° С.
По вкусу и аромату колбаса также оказалась лучшего качества.
В процессе хранения в течение 10 суток полукопченой украинской колбасы количество нитрита при максимальной дозе (10 мг%) падало до 1,7 мг%.
При изготовлении варено-копченых колбас добавление
7,5    мг% нитрита к мясному сырью обеспечивает развитие достаточно интенсивной и устойчивой окраски готового продукта при содержании в готовой свиной колбасе свободного нитрита в количестве 3 мг% и 1 мг% в московской колбасе (в состав последней входит 75% говяжьего мяса высшего сорта).
При дозе 10 мг% количество остаточного нитрита в свиной колбасе достигает 4 мг% и понижается до
2,6    мг% после хранения в течение 15 суток при 10-12° С в подвешенном состоянии.
Полукопченые и варено-копченые колбасы, приготовленные с селитрой, содержат значительное количество нитрата (до 90% к внесенному).
Следует подчеркнуть, что при посоле мяса с одним нитритом и при отсутствии нитрата в воде и соли небольшое количество его обнаруживается в готовом продукте.
При производстве сырокопченой колбасы было установлено, что при добавлении 10 мг% нитрита в готовом продукте он был обнаружен исключительно в виде следов.
При добавлении к мясу 100 мг% селитры содержание нитрата в готовой сырокопченой колбасе составляет 59— 78 мг%, или в пересчете на сухое вещество 79—108 мг%.
Добавление нитрита позволяет получить продукт хорошего качества, стойкий при хранении и исключить наличие в нем значительного количества свободного нитрата.
Добавление нитрита способствует образованию вполне удовлетворительной и устойчивой окраски готовой сырокопченой колбасы и интенсивному уменьшению количества сульфгидрильных групп в процессе осадки.
При посоле вареных и копчено-вареных окороков установлена возможность замены смеси нитрита и нитрата или одного нитрата нитритом в количестве 0,075% в шприцовочном рассоле и 0,05 % в заливочном при сохранении хорошего качества продукта. При этом остаточное содержание нитрита составляет в вареных окороках не более 0,84 мг%, в копчено-вареных 1,98 мг%. Для того чтобы полностью исключить селитру при посоле копченостей, установлена возможность применения (на примере посола шеек и филеев) посолочной смеси, состоящей из соли и сахара без добавления нитрата.
Содержание свободного нитрита в образцах было в пределах 0,69—1,02 в филее и 0,72—1,53 в шейках. В отдельных образцах был обнаружен нитрат до 3,5 мг% при отсутствии его в соли, нитрите и в воде, использованных для посола.
Качество продуктов соответствовало техническим условиям по всем показателям.
В настоящее время применение селитры на мясоперерабатывающих предприятиях запрещено Министерством здравоохранения СССР, установлены нормы добавления нитрита, рекомендованные ВНИИМПом для колбасных изделий (табл.1), свинокопченостей (табл. 2).

В зарубежной практике широко применяют при производстве колбасных изделий посолочные смеси, многие из которых содержат один нитрит без селитры (Германия).
Преимущество подобных смесей вполне очевидно — исключается необходимость использования в чистом виде нитрита и обеспечивается получение стандартной продукции с хорошей окраской. В отдельных странах разрешено применение нитрита только в виде посолочной смеси.
ВНИИМПом рекомендована посолочная смесь с содержанием 0,5% нитрита, недостающее количество соли добавляется согласно рецептуре.

---------------------

Данная статья, как и многие другие - является изложением методических материалов и лекций опубликованных и записанных в 70-х годах прошлого столетия. Прогресс шагнул далеко. Люди научились делать сверхмощные компьютеры, но вот делать колбасу (хорошую) - разучились... Давайте вспомним эти технологии и не будем их забывать...