肉制品加工廠遇到肉的褐變問題,但肉類為什會褐變呢? 這主要歸因于兩大反應:一、肉中的血紅蛋白和肌紅蛋白的變色;二、肉制品中的美拉德反應。
一、肉中的血紅蛋白和肌紅蛋白的變色
在肌肉組織中,分布有大量的肌紅蛋白(70~80%)和少量的血紅蛋白(20~30%)。屠宰放血后的胴體雞肉中90%以上是肌紅蛋白。肌紅蛋白和血紅蛋白都含有血紅素,血紅素中有二價鐵,是血紅素的重要官能團,也叫亞鐵血紅素。它可以與氧氣結合(不是化合),稱為氧合血紅素。蝦、蟹及昆蟲體的血色素物質是含銅的血藍蛋白。 雞肉的紅色就是肌紅蛋白和血紅蛋白中的血紅素的顏色。當血紅素中的二價鐵與氧氣結合時,顏色鮮艷,當失去氧時,色澤變暗。動脈血比靜脈血鮮紅,就是因為動脈血中含更多的氧氣。肌紅蛋白不含氧時呈暗紅色,變性時為褐色。肌紅、血紅蛋白變性是指血色素相連接蛋白結構變化,失去了抗氧化功能,容易使二價鐵氧化為三價鐵,而成為褐色。 亞鐵血紅素還可以與亞硝基結合形成鮮桃紅色的亞硝基亞鐵血紅素。亞硝基也是結合在二價鐵上。亞硝基亞鐵血紅素在受熱時發(fā)生變性,此時成為亞硝基血色原,色澤仍為鮮紅。肉食品加工即利用這一原理來賦予肌肉以鮮艷的顏色。不過,亞硝基亞鐵血紅素在可見光照射時會發(fā)生分解,分解后成褐色。這就是為什么加了亞硝的肉制品在見光后褐變的原因。還有一點,過量的亞硝還能使血色素變綠。
二、肉制品中的美拉德反應
1912年,法國人美拉德(Maillard), 發(fā)現將葡萄糖和甘氨酸一塊加熱,會形成一種黑色物質。他稱之為類黑色素。之后,把這類反應就叫做美拉德反應。美拉德反應的實質是氨基和羰基的加成、縮合反應。但是,并非所有含羰基的物質都能與氨基反應。含羰基的物質是還原物質時容易發(fā)生,如葡萄糖就比蔗糖易于和蛋白質的氨基反應。 雞肉中含有豐富的蛋白質,蛋白質有豐富的氨基。雞肉中還含有微量的糖分或者其他含羰基的物質。這樣,在溫度稍高時,就發(fā)生美拉德反應,最終使得肉制品色澤發(fā)紅、發(fā)黑。 以上兩大反應基本解釋了肉制品的褐變。
三、肉制品顏色的控制方法
人們控制肉制品色澤的方法,就是依據上述兩個方面進行的。人們一般喜歡紅色,所以,總是想方設法保留住氧合血紅蛋白的色澤,比如運用抗壞血酸鈉、煙酸來維持鮮肉的紅色。對于熟肉,人們則用亞硝來維持紅色。但亞硝的作用見了可見光會失效,而抗壞血酸鈉可以加強亞硝對光的穩(wěn)定性。但是,加抗壞血酸鈉的時候,要避免氧氣的作用,劑量不能太大。
鮮肉的顏色、瘦肉的顏色、不同種類、不同年齡/月齡的動物的瘦肉的切口處,顏色是不同的。這些差異主要與肌肉中的肌紅蛋白含量有關。比如,牛肉比豬肉高,老牛肉比小牛肉高。肌紅蛋白的顏色與氧氣有關。結合氧氣的顏色鮮紅,沒有氧氣的肌紅蛋白顏色暗淡。切口處的紅色就是氧氣結合了肌紅蛋白,肌肉深層的褐色就是沒有氧氣的肌紅蛋白。這個原理在實踐中被用于新鮮肉的包裝材料中,要盡可能的選擇透氧性能好的包裝材料。氧合肌紅蛋白并不穩(wěn)定,會在空氣中被氧化而成為褐色。所以新鮮肉的顏色會變化。這個變化是自然的,添加一些物質可以延緩這個變化。例如,在鮮肉表面應用抗壞血酸鈉可明顯的延長鮮艷的顏色。但由于不能同時抑制微生物的繁殖,鮮艷的紅色給人以假象,因而是被禁止在鮮肉中使用的。另外二氧化硫也有同樣的作用,但由于毒性的原因,受到了限制。 有些氧化劑加速肌紅蛋白的變色。但不一定是變褐。例如,硝酸鈉偶爾污染了肉制品,會使肉色幾乎在瞬間變?yōu)榈蚧疑。以氯為作用原理的清洗媒介會產生同樣的影響;鹜鹊日{理食品主要是添加了更多的成分,如淀粉、分離蛋白、多種添加劑,變褐還是兩個反應:血紅素的變化和美拉德反應。非酶褐變的三大類:氧化反應、美拉德反應和焦糖化反應。
美拉德反應是一個十分復雜的反應過程,中間產物眾多,終產物結構十分復雜,完全抑制美拉德反應相當困難,又由于美拉德反應影響因素眾多,有效抑制美拉德反應必須是多種因素協(xié)同作用的結果,一般認為可采用以下方法抑制美拉德反應:
1.使用不易褐變的原料
2.調節(jié)影響美拉德反應褐變速度的因素
3.降低溫度
4.降低pH 值
5.調節(jié)水分活度
6.氧氣
7.使用氧化劑
8.使用酶制劑
等等
美拉德反應對食品的影響
①香氣和色澤的產生,美拉德反應能產生人們所需要或不需要的香氣和色澤。例如亮氨酸與葡萄糖在高溫下反應,能夠產生令人愉悅的面包香。而在板栗、魷魚等食品生產儲藏過程中和制糖生產中,就需要抑制美拉德反應以減少褐變的發(fā)生。
②營養(yǎng)價值的降低,美拉德反應發(fā)生后,氨基酸與糖結合造成了營養(yǎng)成分的損失,蛋白質與糖結合,結合產物不易被酶利用,營養(yǎng)成分不被消化。
③抗氧化性的產生,美拉德反應中產生的褐變色素對油脂類自動氧化表現出抗氧化性,這主要是由于褐變反應中生成醛、酮等還原性中間產物。
④有毒物質的產生。