Под действием хлористого натрия усиливаются процессы изменения пигментов мышечной ткани, вследствие чего исчезает присущая мясу окра­ска. Поэтому для формирования и стабилизации цвета используют нитрит натрия, чаще всего в составе посолочных смесей и рассолов. Цветообразование основано на свойстве миоглобина активно связывать окись азота, образуя устойчивое соединение розово-красного цвета, не разрушающееся при высоких температурах. Этот процесс протекает по следующей схеме.

Нитрит натрия как соль слабой кислоты и сильного основания гидроли­зуется водой. Гидролиз усиливается в кислой среде

Азотистая кислота восстанавливается под действием редуцирующих ве­ществ, содержащихся в мясе и микроорганизмами до окиси азота

Образовавшаяся окись азота взаимодействует с миоглобином, образуя пигмент нитрозомиоглобин

Нитрозомиоглобин не обесцвечивается при нагревании, переходя в нитрозо-гемохромоген. Однако механизм образования цвета мяса весьма сложен, особенно в случае внесе­ния нитрита при посоле.

Двуокись азота, как сильный окислитель, вызывает превращение Mb и МЬ0₂ в MetMb.

При длительной выдержке NOMb в присут­ствии воздуха, света и низких pH возможна реакция:

В глубине мяса при анаэробных условиях нитрит взаимодействует с Mb и образуются примерно равные количества NOMb и MetMb:

Хлористый натрий также способствует об­разованию метмиоглобина, что мешает образо­ванию нитрозомиоглобина.

Для того, чтобы избежать нежелательных реакций, ухудшающих процесс цветообразова­ния, необходимо соблюдать определенные условия.

Образование азотистой кислоты требует кислой среды. При этом чем ниже pH, тем больше скорость образования окиси азота. Лучшие значения pH для образования NOMb находятся в диапазоне 5,6-6,0. Более кислая среда (менее 5,5) чрезмерно ин­тенсифицирует процесс распада нитрита и может привести к потере N0. При значениях pH выше 6,0 нитрит натрия распадается очень медленно, по­этому оптимальное значение pH для рассолов, используемых в длительном посоле, 6,0-6,5.

Устойчивость нитрозопигментов также зависит от pH-среды: в интерва­ле pH от 5,7 до 6,2 пигменты наименее устойчивы, их стабильность увели­чивается в ту или иную сторону от этого предела.

Следует отметить, что в практической деятельности роль pH в форми­ровании цвета мясопродуктов обычно недооценивается.

Реакция цветообразования окиси азота из азотистой кислоты относится к окислительно-восстановительным реакциям. Поэтому она возможна лишь в присутствии восстановителей и в отсутствии кислорода. Кроме того, при использовании нитритов должный эффект окраски достигается быстро, но окраска не всегда устойчива. Неустойчивость окраски связана с окисли­тельным действием воздух^ на пигменты мяса, в результате чего NOMb мо­жет переходить в мет-форму. В случае образования значительных количеств MetMb возникает необходимость его восстановления до миоглобина.

Восстановление азотистой кислоты до окиси азота можно стимулиро­вать редуцирующими ферментными системами некоторых бактерий (нитри- торедуктазами).

В технологической практике для предотвращения окисления и разру­шения пигментов применяют стабилизаторы — аскорбиновую, эриторбиновую кислоты и их соли; сахара, обладающие выраженными редуцирую­щими свойствами. Сущность действия аскорбиновой кислоты двоякая: превращение всего имеющегося нитрита в окись азота и восстанавление уже имеющегося в мясе метмиоглобина в миоглобин. Одновременно ас­корбиновая кислота легко взаимодействует с кислородом воздуха и тем самым защищает пигменты мяса от окисления, стабилизирует окраску. Нитрит натрия, взаимодействуя с аскорбиновой кислотой, восстанавлива­ется до окиси азота. Благодаря этому при посоле мяса с применением ас­корбиновой кислоты ускоряется образование NOMb.

Аскорбиновая кислота вступает в реакцию непосредственно и с азоти­стой кислотой, поэтому действие веществ, подавляющих восстановление, не сказывается:

Эта реакция сравнительно медленно протекает при низких температу­рах, но резко ускоряется при температурах обжарки и копчения.

Дозировка аскорбиновой кислоты — 47 г, или 52 г аскорбината натрия на 100 кг мяса. Следует иметь в виду, что свободная аскорбиновая кислота бурно реагирует с нитритом натрия, в связи с чем их нельзя вводить одно­временно. По этой причине аскорбиновую кислоту вносят в мясные эмуль­сии при куттеровании. Аскорбинат натрия взаимодействует с нитритом зна­чительно медленнее и может быть использован в составе посолочных смесей.

Для улучшения восстановительных условий в целях более полного ис­пользования N0 и увеличения стойкости окраски применяют сахара. Сами сахара, даже редуцирующие (глюкоза, мальтоза), не создают достаточных восстановительных условий, однако продукты промежуточного анаэробного распада их, образующиеся под действием ферментов бактерий, обладают значительным редуцирующим действием. Кроме того, такая ферментация сахара способствует поддержанию оптимального значения pH и окислитель­но-восстановительного потенциала. Для улучшения окраски вводят 0,2 0,26 % сахара, а для регулирования микробиологических и фермента­тивных процессов соленых мясных изделий, создания вкуса и аромата — 1,5 ч- 2,5 %.

Неустойчивость окраски при использовании нитритов связана не толь­ко с окислительным действием кислорода воздуха, но и с деятельностью микробов. Некоторые из них продуцируют перекись водорода, способную окислять окись азота. Другие образуют сероводород, который в присутствии кислорода дает с миоглобином зеленый сульфомиоглобин, третьи вызывают восстановление нитрита до молекулярного азота, в результате чего частич­но или полностью обесцвечивается продукт. Так, задержка сроков осадки против рекомендуемых, может привести к обесцвечиванию фарша (серые пятна на разрезе) и возникновению ноздреватости структуры, вызываемой выделением газообразного азота.

Большое влияние на устойчивость окраски оказывает температура. Повышение температуры увеличивает как скорость образования NOMb, так и окисление гемовых пигментов. При обычных методах посола образуется около 40 % нитрозопигмента, после копчения при низкой температуре его количество возрастает до 40-50 %, а после варки достигает 85-95 %. Тер­мообработка не только катализирует процесс цветообразования, но и стаби­лизирует его.

Красно-розовый цвет мяса после термообработки образуется в результа­те превращения NOMb в денатурированный глобин и N0-гемохромоген. Кроме того, при нагреве MetMb частично восстанавливается в NOMb. Ин­тенсивность развития окраски мяса при нагреве в присутствии восстанови­телей возрастает.

Температура посола также влияет на процесс цветообразования. При низких температурах выдержки сырья в посоле процесс цветообразования развивается медленней; повышение температуры до 8-20 °С в присутствии нитритов вызывает интенсивное их разложение до NO, часть которого не ус­певает соединиться с Mb и улетучивается из сырья. В результате в мясе на­ряду с частью NOMb будет присутствовать MetMb. Близкий по механизму эффект (розовое кольцо — снаружи, серый фарш внутри колбасных бато­нов) получают при применении форсированного режима обжарки при тер­мообработке. Чаще всего этот дефект цвета имеет место при отсутствии пе­риода выдержки фарша перед обжаркой и при введении нитрита в куттер в момент приготовления фарша.

Количественное содержание нитрита натрия и срок хранения раствора также влияют на стабильность окраски. При дефиците нитрита натрия об­разующегося оксида азота не хватает для вступления в реакцию со всеми имеющимися в мясе молекулами миоглобина. Применение нитрита натрия в избытке (более 5,0-7,5 мг %) может повлиять на уровень безвредности продукта.

Ухудшение цветообразования может быть вызвано недостаточным со­держанием миоглобина в мясном сырье, на что указывалось ранее; исполь­зованием мяса с признаками PSE; применением сырья с повышенным со­держанием соединительной ткани; введением в рецептуру значительных количеств добавок немясного происхождения.

Токсикология нитритов. Нитрит является сильным ядом, который в организме человека окисляет гемоглобин в метгемоглобин, что отрицатель­но влияет на уровень гемоглобина и может привести к кислородному голо­данию. Отравления нитритом, кроме всего прочего, дают серьезные ослож­нения на почки и нервную систему.

В связи с этим количество нитрита в мясе строго ограничено. Санитар­ными нормами установлены предельно допустимые нормы содержания ни­трита в мясных продуктах — 5 мг %. Нитриты нужно вводить в виде раство­ра и под строгим контролем производственной лаборатории.

При реакции нитрита с вторичными аминами могут возникать нитроза- мины, которые способны вызывать рак желудка и приводить к генным из­менениям. Реакция между вторичными аминами и нитритом возможна толь­ко при низких значениях pH. Самым сильным канцерогеном является диметил нитрозамин:

Так как оптимум pH этих реакций находится примерно при pH = 3, то вероятность образования нитрозаминов низка. Если же все-таки нитрозами- ны поступают вместе с нитритом, то они могут вступить в реакцию с желу­дочным соком. По этой причине по возможности надо стремиться к низким остаточным количествам нитрита в мясных изделиях. Как уже упоминалось, при добавке аскорбиновой кислоты снижается остаточное количество ни­трита в мясных изделиях. Особое значение имеет тот факт, что аскорбино­вая кислота пресекает реакцию аминов с нитритом даже при pH = 3. Таким образом, добавление аскорбиновой кислоты наряду с технологическим воз­действием способствует безопасности продукта.

Хотя риск образования нитрозаминов невелик, сильный нагрев мясных изделий посола может привести к образованию токсичного нитрозопиролидина. По этой причине добавка нитрита натрия в жареные колбасы в неко­торых странах запрещена.

В целом нагрузка нитритов на организм человека сравнительно низка и не стоит драматизировать указанные выше негативные аспекты употребле­ния мясных продуктов посола. Даже при самых благоприятных условиях в нитрозмиоглобин превращается только две трети нитрита натрия. При вве­дении редуцирующих веществ количество преобразованного нитрита повы­шается до 90 %. Оставшаяся часть нитрита вступает во взаимодействие с другими веществами мяса, в частности с SH-группами белков. Не связан­ный с белком NO быстро окисляется кислородом, образуя нитрат.

Тем не менее, должны использоваться все возможности, чтобы нагрузка ни­тритов и нитратов на людей в мясных изделиях была как можно ниже, разуме­ется, без повышения угрозы бактериального отравления продуктов питания.