Các biến đổi chính của Myoglobin trong thịt

MỤC LỤCTrangI. Giới thiệu chung về thòt 21. Sơ lược về thòt -Thành phần hóa học - Giá trò dinh dưỡng 22. Giá trò cảm quan và màu sắc của thòt 3II. Myoglobin –Protein quyết đònh màu sắc của thòt 31. Cấu tạo của Myoglobin 32. Những biến đổi chính của Myoglobin làm thay đổi màu sắc của thòt 7III. Những biến đổi màu tự nhiên của thòt sau khi con vật bò giết 101. Những giai đoạn biến đổi của thòt 102. Màu sắc của thòt hư hỏng 11IV. Biến đổi màu của thòt trong chế biến và bảo quản 121. Các phương pháp chế biến và bảo quản 122. Biến đổi màu sắc của thòt trong một số phương pháp chế biến vàbảo quản cụ thể 131I.Giới thiệu chung về thòt:1.Sơ lược về thòt, thành phần hóa học, giá trò dinh dưỡng:Thòt gia súc và thòt cá là những cơ trong đó có chứa từ 15-22% protein, nghóa là protein chiếm từ 50-95% chất hữu cơ của thòt. Có 3 loại cơ: cơ vân (còn gọi là cơ xương), cơ trơn và cơ tim. Cơ vân thì bám vào xương và chiếm tỉ lệ nhiều nhất. Thòt tương ứng với cơ vân.Thòt có đặc điểm chung là chứa nhiều nước (60-75%). Protein chiếm 15-22% trọng lượng tươi. Lipid trong thòt dao động nhiều. Điều đó liên quan với loại súc vật, mức độ béo và vò trí miếng thòt. Glucid trong thòt có rất ít. Glycogen, glucose và acid lactic có một lượng nhỏ (1% trọng lượng thòt).Giá trò dinh dưỡng của thòt chủ yếu là nguồn protein. Protein của thòt là loại protein hoàn thiện, chứa tất cả các acid amin cần thiết cho cơ thể. Giá trò sinh học của protein các loại thòt gần giống nhau. Thành phần lipid trong thòt có giá trò năng lượng cao và góp phần làm tăng hương vò thơm ngon của thòt. Thòt chứa nhiều loại muối khoáng cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của cơ thể và là nguồn vitamin nhóm B rất tốt.Bảng 1: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA MỘT SỐ LOẠI THỊT THÔNG DỤNG222. Giá trò cảm quan và màu sắc thòt:Chất lượng của các sản phẩm thực phẩm không những bao hàm giá trò dinh dưỡng mà còn bao hàm cả giá trò cảm quan của chúng nữa. Màu sắc là một chỉ số quan trọng của giá trò cảm quan. Màu sắc của các sản phẩm thực phẩm không chỉ có giá trò về mặt hình thức mà còn có tác dụng sinh lý rất rõ rệt. Màu sắc thích hợp sẽ giúp cho cơ thể đồng hóa thực phẩm đó dễ dàng.Màu sắc của thực phẩm bò biến đổi do tác dụng của các quá trình sinh học, các phản ứng hoá học, các yếu tố nhiệt độ ánh sáng… Trong quá trình chế biến thực phẩm người ta cần bảo vệ đến mức cao nhất hương vò, màu sắc Tên thực phẩm Năng lượng (kcal)Thành phần hóa học (mg%)Nước Protein Lipid GlucidThòt bê nạc 85 72 20,0 0,5 0Thòt bò loại 1 118 74,1 21,0 3,8 0Thòt bò loại 2 167 70,5 18,0 10,5 0Thòt trâu thăn 121 73,0 22,8 3,3 0Thòt trâu bắp 115 74,2 21,9 3,0 0Thòt chó sấn 338 53,0 16 30,0 0Thòt dê nạc 122 74,4 20,7 4,3 0Thòt lợn nạc 139 73 19 7 0Thòt lợn 3 chỉ sấn 260 60,9 16,5 21,5 0Thòt gà ta 199 65,6 20,3 13,1 0Thòt vòt 267 59,5 17,8 21,8 03cuả nguyên liệu, đồng thời dùng một số hoá chất để ngăn cản sự biến màu của thực phẩm do hiện tượng oxy hóa gây ra.Từng loại thực phẩm có màu sắc đặc trưng riêng biệt. Màu tự nhiên của thực phẩm là do sắc tố gây nên. Ở thòt có màu đỏ là do chứa nhiều Myoglobin và Hemoglobin.II. Myoglobin–Protein quyết đònh màu sắc của thòt:1.Cấu tạo của Myoglobin:Như đã nói ở trên, thòt gia súc và thòt cá là những cơ vân chứa 15-22% protein, nghóa là protein chiếm 50-95% chất hữu cơ của thòt. Do đó, màu sắc của thòt là do protein qui đònh, đó là protein Myoglobin.Myoglobin (Mb) và Hemoglobin (Hb) đều là những sắc tố có khả năng vận chuyển oxy, nhưng Hemoglobin chỉ có chủ yếu ở trong máu, tủy xương (những nơi có hồng cầu phát triển), còn Myoglobin có nhiều ở trong cơ. Vì oxy gắn với Myoglobin rất chặt nên đó là sắc tố có lợi nhất đối với các cơ hoạt động tích cực .Myoglobin có cấu tạo gồm nhóm ngoại là nhóm Heme và phân tử Globin. Một phân tử Myoglobin chỉ gồm một đơn vò, không phải là bốn đơn vò như Hemoglobin. Phân tử Globin do 153 gốc acid amin tạo nên, trong đó 121 gốc tham gia vào cấu trúc xoắn α, gồm 8 phần, mỗi phần chứa từ 7-26 gốc. Myoglobin là protein có cấu trúc bậc 3 tiêu biểu. Nhóm Heme gắn với Globin ở gốc Histidin có số thứ tự 93. 4Hình 1: Cấu trúc bậc ba của MyoglobinNhóm Heme gồm nguyên tử Fe và vòng Protoporphyrin. Vòng porphyrin cấu tạo từ 4 vòng pyrol, 4 vòng này liên kết với nhau qua cầu meten tạo thành vòng tetrapyrol. Ngoài ra còn có 4 nhóm –CH3, 2 nhóm –CH=CH2 và 2 nhóm –CH2-CH2-COOH. Các nhóm này chỉ sắp xếp theo một cách có trong hệ thống sinh học, tạo thành vòng protoporphyrin IX (1,3,5,8 –tetrametyl-2,4-divinyl-6,7-dipropionic porphyrin ). Nguyên tử Fe liên kết phối trí với 6 nguyên tử khác (4 nguyên tử N của nhân porphyrin, một nguyên tử N của vòng Imidazol của Histidin 93, vò trí thứ 6 có thể gắn với oxy tạo thành Oxymioglobin hoặc ở trạng thái tự do trong Desoxymioglobin. Nguyên tử Fe có thể có hóa trò II ( ferro) hoặc hóa trò III (ferric). Trạng thái oxy hóa của Fe (Fe2+ hoặc Fe3+ ) và bản chất của các phối tử nối với Fe (O2, NO, CO) là nguyên nhân làm thay đổi màu sắc của thòt.5Hình 2: Cấu trúc của Heme trong OxymyoglobinLượng Mb thay đổi tùy từng loại mô, từng loài, độ tuổi, giới tính dẫn đến màu sắc thòt cũng thay đổi theo. Độ tuổi càng cao thì lượng Mb càng nhiều nên thòt của con vật già có màu đậm hơn của con vật non. Ở những cơ vận động thì nhiều Mb hơn các cơ khác. Sự ảnh hưởng của lượng Mb đến màu sắc của thòt được thể hiện trong bảng 2 (a,b,c).Bảng 2: SỰ THAY ĐỔI MÀU SẮC CỦA THỊT:6a) Theo loài :Loài Lượng Myoglobin(mg/g)MàuThòt heo 2 HồngThòt cừu 6 Đỏ nhạtThòt bò 8 Đỏ anh đàob) Theo tuổi:Loài(theo tuổi) Lượng myoglobin(mg/g)Thòt bê 2Thòt bê (non) 4Thòt bò(non) 8Thòt bò(già) 18c) Theo loại cơ:Loại cơ Lượng myoglobinCơ vận động 12 mg/gCơ trụ đỡ 6 mg/g72.Những biến đổi chính của Myoglobin làm thay đổi màu sắc của thòt:Desoxymioglobin là sắc tố bẩm sinh của thòt làm cho thòt có màu đỏ tía, trong đó Fe có hóa trò II.Myoglobin (Mb) khi mang oxy tạo thành Oxymyoglobin (MbO2) có màu đỏ rực. MbO2 là chất dự trữ oxy cho cơ, trong đó Fe có hóa trò II. Màu của MbO2 có thể nhận thấy rõ trên bề mặt thòt tươi.Mb và MbO2 khi bò oxy hóa thì Fe2+ chuyển thành Fe3+ tạo nên Metmyoglobin (MMb) có màu nâu. Khi nguyên tử Fe ở trạng thái Fe3+ thì phân tử Mb không có khả năng kết hợp với oxy nữa. P.ư cộng OxyOxy hóa Oxy hóa Khử û Khử Màu sắc của thòt tươi là do tỉ lệ của 3 chất trên qui đònh. Khi quan sát ta có thể thấy bên ngoài thòt có màu đỏ tươi ( hồng) còn bên trong thì có màu sậm hơn. Đó là do các phân tử Mb bên ngoài thòt tiếp xúc với oxy không khí tạo ra MbO2. Còn bên trong thì thiếu oxy nên lượng Desoxymyoglobin và MMb nhiều hơn, gây nên màu sẫm. Trong một số trường hợp thòt để lâu ngoài không khí hoặc do có tiếp xúc với chất oxy hóa, phần bên ngoài thòt có lượng MMb nhiều nên có màu đậm hơn. Phản ứng oxy hóa MbO2 thành MMb và phản ứng khử ngược lại liên tục xảy ra trong cơ và cả sau khi súc vật bò giết một thời gian. Để bảo vệ màu sắc của thòt tươi cần tạo điều kiện để phản ứng khử chiếm ưu thế. Có thể chuyển MMb thành Desoxymyoglobin khi có mặt các tác nhân khử như Glucose, acid Ascorbic hoặc SO2. 8Desoxymyoglobin Fe2+(đỏ tía)MetmyoglobinFe3+(màu nâu)OxymyoglobinFe2+(đỏ tươi)Các ferrohemochrom hoặc ferrihemochrom là những Mb hoặc MMb , trong đó protein đã bò biến tính bởi nhiệt độ ( >80oC ) hoặc pH của môi trường (<3-4) .Nitrosomyoglobin (MbNO) và Nitrosoferrohemochrom có màu đỏ đậm hoặc đỏ hồng , có mặt trong thòt và sản phẩm thòt do tương tác giữa Nitrit, Mb và các ferrohemochrom. Khi xử lí nhiệt có NO thì Mb kết hợp với NO tạo thành Nitrosomyoglobin có màu đỏ tươi, không bền, tiếp tục chuyển thành Nitrosoferrohemochrom bền hơn, có màu đỏ hồng. Hiện tượng này xảy ra nhiều trong quá trình ướp muối. Nhiệt + Oxy hóa Khử 9Mb2+ hoặc MbO2FerrohemochromferrihemochromNitrosomyoglobinNitrosoferrohemochromFe3+, Globin biến tính,màu nâu (thòt chín)Fe2+, Globin không biến tính, màu đỏ (ướp muối)Fe2+, Globin biến tính, màu đỏ hồng(ướp muối)Fe2+, Globin biến tính, màu hồng(cá thu hộp, thòt heo)Nitrit hoặc nitrat + nhiệtNhiệt và điều kiện khửOxy hóaCacboxymyoglobin và Cacboxyferrohemochrom có màu đỏ, thường tạo ra khi xử lí thòt bằng khí quyển có chứa Cacbon oxyt, nhất là khi nướng thòt trong lò khí có chứa Cacbon oxyt hoặc khi hun khói ở nhiệt độ cao. Dưới tác dụng của nhiệt độ:Phần lớn các Protein của chất cơ đều bò biến tính và tạo ra các tập hợp khi nhiệt độ từ 45 đến 600C. Myoglobin bò biến tính khiến cho màu sắc của thòt bò biến từ đỏ sang nâu xám do tạo ra sắc tố ferrihemochrom.Tới 500C thòt vẫn giữ được màu sắc, giữa 500C và 700C thòt trắng ra và cho dòch màu đỏ, trên 700C thòt có màu nâu và dòch mất màu do Myoglobin bò biến tính.Khi nhiệt độ trên 750C thì xảy ra phản ứng khử sunfua để tạo ra H2S. Chính H2S này sẽ làm đen các hộp thòt. Phản ứng Maillard xuất hiện khi nhiệt độ gần 900C cũng làm cho thòt bò sẫm màu.Các biến đổi của Myoglobin liên quan đến các xử lí công nghệ quyết đònh nên màu sắc của thòt và các sản phẩm thòt được tóm tắt ở hình 3:10Hình 3: Các biến đổi chính của Myoglobin trong thòt (GD- globin bò biến tính )III. Những biến đổi màu tự nhiên của thòt sau khi con vật bò giết:1.Những giai đoạn biến đổi của thòt: Nhìn chung, thòt, cá sau khi chết đều có những biến đổi hóa lý và hóa keo làm phẩm chất thay đổi, được chia 3 giai đoạn chính: a.Quá trình tê cóng sau khi chết (Rigor mortis):11Khi vừa bò giết xong, các biến đổi trên chưa mạnh, không biến đổi phẩm chất nhiều. Quá trình này kéo dài từ vài phút đến vài giờ.Men phân giải Glucogen thành Glucose và tạo ra acid lactic làm tụ acid trong thòt. Sau 24 giờ acid khoảng 0,7% làm cơ thòt co lại, mất tính đàn hồi, chắc, màu đỏ, có mùi máu. Sản phẩm chế biến ở trạng thái này có mùi vò kém, khó tiêu hóa, không sử dụng trong chế biến đồ hộp.b.Quá trình chín tới–chín hóa học (Ageing):Giai đoạn tự phân do tác dụng của acid lactic, protein đông tụ lại, mất khả năng kết hợp với nước, cơ thòt mềm, có hương thơm, dễ tiêu hóa. Đó được gọi là hiện tượng chín của thòt. Giai đoạn này phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh nhưng không có sự biến đổi của vi sinh vật (với điều kiện các bộ phận như ruột, nội tạng chứa nhiều vi sinh vật đã được lấy).c.Giai đoạn phân hủy sâu sắc ( quá trình thối rữa):Thòt chín nếu có nhiều vi sinh vật xâm nhập thì vi sinh vật sẽ gặp môi trường thuận lợi, dẫn đến thòt bò ôi thối, protein biến đổi tạo thành chất độc. Sau khi giết mổ các chất bẩn trong ruột động vật gây sự ô nhiễm, vi khuẩn có thể lan truyền lên thòt, gây ô nhiễm chéo ở nơi bám thòt. Chỗ thường bò nhiễm khuẩn là đường mổ dọc thân con vật và các nơi có đụng chạm đến các dụng cụ giết mổ. Vi khuẩn không chỉ ở mặt trên thòt và làm hư hỏng thòt mà còn theo các tổ chức liên kết vào sâu trong thòt. Theo Renyn, ở nhiệt độ từ 14-18oC, vi khuẩn Escherichia Coli có thể vào sâu 4-5 cm trong thòt. Nếu gặp điều kiện pH thích hợp (7-7,4), các vi khuẩn gây thối sẽ phát triển mạnh và làm hỏng thòt rất mau. Nó có thể theo các tổ chức liên kết vào sâu đến tận xương, vì thế thường thấy thòt bò thối ở chỗ có xương.Thòt thối rữa thì bò ướt, bò nhầy, mềm nhũn, có màu thẫm dần và chuyển sang màu xám hay xanh, có mùi khó chòu vì có phản ứng kiềm tạo amoniac thoát ra.2.Màu sắc của thòt hư hỏng:Màu của thòt hư hỏng là hỗn hợp của nhiều màu: xanh, nâu, trắng xám, đen,… Vi sinh vật phát triển trên bề mặt thòt sinh ra hydrogen peroxyt và hydrogen sulfide.o Hydrogen peroxyt có thể phản ứng với cả Fe2+ và Fe3+ tạo ra cholemyoglobin, một sắc tố có màu xanh.12o Sự xuất hiện của hydrogen sulfide và oxy tạo ra sulfomyoglobin có màu xanh. Sự phát triển trên bề mặt thòt những vi khuẩn hiếu khí tạo thành sắc tố như: o Bact.Prodigosum làm thòt có màu đỏ ( không giống màu đỏ đặc trưng của thòt).o Bact.Synyaneum tạo thành những vết xanh.o Sarcina Flava và Sacnalutea tạo thành các vết vàng. Môi trường có độ ẩm cao và thoáng gió là điều kiện thuận lợi cho một số loại nấm mốc phát triển trên bề mặt thòt như Penicilinum, Mucor, Aspergillus…o Mucorealae tạo thành những vết trắng xám.o Clasosborium Herbarium tạo thành những vết đen.o Nấm Penicilinum tạo thành vết xanh.Nhiều nấm mốc phát triển ngay cả nhiệt độ –8oC, một số loại khác tạo thành các khuẩn lạc màu trắng, xanh sẫm, xanh xám hay đen trên bề mặt thòt. Các khuẩn lạc phần lớn phát triển ở 20-25oC, một số phát triển cả khi bảo quản trong tủ lạnh (-7 đến –9oC). Để cải thiện độ bền màu ta có thể thêm vào các chất chống oxy hóa: Vit C, Vit E, PHA (butylated hydroxy anisol),…IV. Biến đổi màu của thòt trong chế biến và bảo quản:1.Các phương pháp chế biến và bảo quản:Hệ thống men và vi sinh vật tồn tại và phát triển nếu có môi trường phù hợp với điều điện sinh lí nhất đònh; khống chế các điều kiện ngoại cảnh thì có thể kìm hãm hoặc tiêu diệt men và vi sinh vật, làm thực phẩm kéo dài được thời gian cất giữ. Theo Ia Nikitinxki có thể phân loại các phương pháp chế biến và bảo quản theo 3 nguyên tắc: Giữ thực phẩm ở trạng thái các quá trình sống vẫn tồn tại, chỉ ngăn cản sự hoạt động của vi sinh vật (nguyên tắc sống hay nguyên tắc bioza).13 Giữ thực phẩm bằng các hạn chế sự hoạt động của men lẫn vi sinh vật. Thực phẩm ít bò biến đổi hoặc biến đổi chậm đi (nguyên tắc hạn chế sự sống hay anabioza).o Bảo quản bằng chất khío Bảo quản bằng áp suất thẩm thấu cao: muối thòt cá, o Bảo quản bằng làm lạnh:  Làm lạnh (khoảng 0oC, bảo quản được trong vài ngày đến vài tháng). Lạnh đông (0 đến-100oC, có thể bảo quản được vài tháng đến vài năm).o Bảo quản bằng làm khô:  Phơi khô Sấy (điện cao tần, bức xạ hồng ngoại, thăng hoa)o Bảo quản bằng acido Bảo quản bằng lên men có lợi. Giữ thực phẩm bằng cách đình chỉ hoàn toàn sự hoạt động của vi sinh vật và hệ thống lên men (nguyên tắc tiêu diệt sự sống abioza)o Hóa học: Sát trùng, hun khóio Sinh lý : Kháng sinho Vật lý :  Dòng điện cao tần (siêu âm, lọc thanh trùng) Tia ion hóa2.Biến đổi màu sắc của thòt trong một số phương pháp chế biến và bảo quản cụ thể:a.Phương pháp ướp muối- Giúp ổn đònh màu và tạo màu cho thòt ướp:Nguyên liệu ướp muối: NaCl, các chất phụ gia (NaNO3, KNO3, NaNO2, KNO2, các chất cho hương vò như hồi, quế, thảo quả, gừng, tỏi…).Tác dụng của muối ăn:Làm cho thòt mặn, nâng cao tính bền vững của sản phẩm khi bảo quản.14

Xem chi tiết: biến đổi màu của thịt trong chế biến và bảo quản