CC BY
18
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ
УДК 665.222:664.41
Влияние гемовых пигментов
на изменение состава летучих веществ и жирных кислот в процессе посола шпика
Е. К. Туниева, канд. техн. наук, А. Н. Иванкин, д-р хим. наук, профессор Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности имени В.М. Горбатова
Уже более 70 лет ученые изучают вопросы влияния хлорида натрия на окислительные изменения жиров. По одним данным, хлорид натрия об-
о I : з •) 5 е Концентрация хлорида натрия в образцах шпика, % -■-Углеводороды Кетоны и альдегиды
Спирты __ Гетероциклы
Рис. 1. Динамика изменения состава летучих веществ в зависимости от концентрации хлорида натрия
о 2 з.:
^ Дозировка хлорида натрия, %
Рис. 2. Влияние дозировки хлорида натрия на количество продуктов окисления в составе летучих веществ в присутвии гемовых пигментов
Без т. о.
0,0 3,0 3,5 5.0
Концентрация хлорида натрия в образцах шпика, %
Рис. 3. Динамика изменения массовой доли ПНЖК в шпике в зависимости от концентрации хлорида натрия (т. о. - термическая обработка)
ладает антиокислительным эффектом [1] или не оказывает влияния на химические свойства жиров [2], в то время как другие работы свидетельствуют о проокислительном действии [3 - 5] поваренной соли. Очевидно, что столь различные, зачастую противоречивые данные в отношения влияния посола мяса на характер окислительных изменений жиров обусловлены значительным количеством дополнительных факторов, таких как исходное качество сырья, гемовые пигменты, температура, степень измельчения и др., способных выступать в качестве катализаторов или ингибиторов процессов окисления и гидролиза, которые препятствуют получению достоверных данных о механизме анти- или проокислительного действия поваренной соли. В связи с этим представляется необходимым проведение фундаментальных исследований, направленных на изучение влияния различных дозировок хлорида натрия на химические изменения жира с учетом вышеуказанных дополнительных факторов. Цель -обоснование механизмов действия соли. Для этого проводили посол шпика хребтового хлоридом натрия в количестве 0,0; 2,0; 3,5 и 5,0% в присутствии и отсутствии раствора гемоглобина (160 г/л), в количестве 1,25% к массе шпика, так как данная дозировка обеспечивает концентрацию гемового железа в шпике, равную концентрации гемового железа в миоглобине, содержащемся в 100 г свинины. После посола шпик делили на 2 партии - первую партию хранили при температуре 4±2 °С, вторую вакуумировали и варили на водяной бане при 80 °С, после чего охлаждали и хранили при 4±2 °С.
Анализ летучих компонентов шпика осуществляли на газовом хроматографе 7890А с масс-селективным детектором 5975CVLMSD Agilent Technologies (USA). Для выявления максимального количества химических веществ аромата шпика с содержанием компонентов смеси более 0,001% использовали метод жидкостной экстракции с последующим метилированием
содержащихся липидов и анализом хроматомасс-спектрометрией. Применяли экстракты (1:1) хлороформ-метанолом по Фолчу с последующим метилированием раствором аце-тилхлорида в метаноле. Расчет содержания вкусо-ароматических компонентов, химические наименования которых представлены в соответствии с международной классификацией IUPAC, проводили с использованием автоматической базы поиска и идентификации данных NIST08 MS Library c вероятностью соотнесения пиков более 65%.
Жирнокислотный состав определяли c использованием пламенно-ионизационного детектора методом газовой хроматографии.
На рис. 1 представлена динамика изменения состава основных летучих веществ, идентифицированных в шпике, после термической обработки в зависимости от уровня внесения поваренной соли.
В результате внесения хлорида натрия в количестве 2,0% наблюдалось снижение доли продуктов окисления и данная тенденция сохранялась при увеличении дозировки соли до 3,5%. Однако внесение хлорида натрия в больших количествах (до 5,0%) приводило к существенному увеличению количества углеводородов, кетонов, альдегидов, спиртов и гетероциклических соединений, что сопровождалось снижением доли карбоновых кислот в результате их окисления.
Вместе с тем мясо и мясные продукты представляют собой сложную многокомпонентную систему, что существенно усложняет получение достоверных данных о влиянии хлорида натрия на окисление жиров в присутствии сотен биохимических соединений животного сырья и различных технологических факторов, среди которых необходимо особо отметить влияние гемовых пигментов и температурного фактора, способных оказать влияние на анти- или проо-кислительное действие поваренной соли.
В связи с этим были проведены исследования посоленного шпика в присутствии гемовых пигментов после термической обработки. Анализ состава летучих веществ исследуемых образцов позволил установить, что по сравнению с несоленым шпиком в присутствии гемовых пигментов даже внесение небольшого количество хлорида натрия (2,0%) инициирует окислительные процессы (рис. 2). Увеличение дозировки поваренной соли способствовало дальнейшему накоплению продуктов окисления (альдегидов, кетонов, спиртов, угле-
PRODUCTION QUALITY CONTROI
водородов, оксикислот) в составе летучих веществ.
Для более детального изучения влияния поваренной соли на химические изменения жира определяли жирнокислотный состав шпика до и после нагрева.
Термическая обработка и последующее хранение шпика оказали влияние на количество ПНЖК в составе жирных кислот. Так, после варки содержание ПНЖК сократилось на 0,9-1,9% (рис. 3).
Однако внесение раствора гемоглобина привело к изменению характера влияния поваренной соли на жирно-кислотный состав шпика после термической обработки (рис. 4). Внесение 2,0% хлорида натрия инициировало окисление жирных кислот, в результате чего количество ПНЖК снижалось на 16,9% относительно их содержания в образце, не подвергнутом посолу. Увеличение концентрации поваренной соли способствовало дальнейшему окислению ПНЖК. Так, добавление 5,0% хлорида натрия приводило к снижению количества ПНЖК почти вдвое (на 45,3%).
Анализ состава летучих веществ, идентифицированных в посоленном шпике, позволил изучить динамику протекания окислительных процессов в зависимости от концентрации хло-
Влияние гемовых пигментов на изменение состава летучих веществ и жирных кислот в процессе посола шпика
Ключевые слова
гемовые пигменты; жирнокислотный состав; летучие вещества; окисление; поваренная соль
Реферат
В статье приведены основные положения национального станда-Механизм влияния поваренной соли на окислительные изменения жиров до сих пор оставляет большое количество вопросов. Авторы статьи изучили влияние дозировок 1,0; 2,0; 3,5; 5,0% хлорида натрия на изменение состава жирных кислот летучих веществ шпика хребтового в зависимости от присутствия гемовых пигментов. Изучение состава летучих компонентов проводили методом хроматомасс-спектрометрии. Жирнокислотный состав определяли с использованием пламенно-ионизационного детектора методом газовой хроматографии. Анализ состава летучих компонентов позволил изучить динамику протекания окислительных процессов под влиянием различных технологических факторов - посола, термической обработки и присутствия гема. Установлено, что внесение хлорида натрия в количестве 2,0% при отсутствии раствора гемоглобина замедляло скорость образования летучих продуктов окисления. Повышение концентрации соли до 5,0% приводило к существенному увеличению количества продуктов окислительной порчи жира с одновременным снижением доли карбоновых кислот в результате их окисления. Внесение раствора гемоглобина приводило к изменению характера влияния поваренной соли на жирнокислотный состав и долю продуктов окисления в составе летучих веществ, идентифицированных в шпике после термической обработки. Показано, что присутствие гемовых пигментов инициировало окислительные изменения липидов в процессе посола даже при условии внесения небольших дозировок (2,0%) поваренной соли, что выражалось в увеличении количества летучих продуктов вторичного окисления и снижении количества полиненасыщенных жирных кислот. Полученные результаты свидетельствуют о косвенном проокислительном действии хлорида натрия. Экспериментальным путем установлен про- и антиокислительный эффект поваренной соли в зависимости от ее концентрации, использования термической обработки и присутствия гемовых пигментов.
Авторы
Туниева Елена Карленовна, канд. техн. наук, Иванкин Андрей Николаевич, д-р хим. наук, профессор, Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности имени В.М. Горбатова, 109316, Москва, ул. Талалихина, 26, [email protected]
rate/S. Calligaris, Mc. Nicoli // Food chemistry. - 2006. - Vol. 94 (1). - P. 130 - 134.
3. Gheisari, H.R. Sodium Chloride or Heme Protein Induced Lipid Oxidation in Raw, Minced Chicken Meat and Beef/H.R. Gheisari, K.S. M. Jens, C.E. Adams en, L.H. Skibsted // Czech J. Food Sci. - 2010. - Vol. 28. -P. 364 - 375.
4. Rhee, K.S. Pro-oxidative effectsof NaCl in microbial growth-controlled and uncontrolled beef and chicken/ K. S. Rhee, Y. A. Ziprin // Meat Science. - 2001. - Vol. 57. - P. 105 - 112.
5. Jin, G. Effects of temperature and NaCl percentage on lipid oxidation in pork muscle and exploration ofthe controlling method using response surface methodology (RSM)/G. Jin, L. He, J. Zhang, X. Yu, J. Wang, F. Huang // Food Chemistry. - 2012. - Vol. 131 (3),. -P. 817 - 825.
Influence of Pigments on Chrome Volatiles Change the Composition of Fatty Acids in the Process of Lard Salting
Key words
heme pigments; fatty acid composition; volatiles; oxidation; salt
Abstracts
The mechanism of table salt effect on oxidative changes in fats leaves many questions unanswered up to now. The authors of this article have studied the influence of the doses of 1.0, 2.0, 3.5, 5.0% of sodium chloride on changes in the fatty acid composition of volatiles in back fat depending on the presence of hemepigments. Analysis of the volatile component composition was carried out by chromatography-mass spectrometry method. The fatty acid composition was detected using flame ionization detector by gas chromatography. Analysis of the volatile component composition allowed studying the dynamics of the oxidative processes under the influence of different technological factors - curing, thermal treatment and the presence of heme. It was established that addition of sodium chloride in an amount of 2.0% in the absence of hemoglobin solution reduced the speed of developing volatile products of oxidation. An increase in the table salt concentration up to 5.0% led to a significant increase in the quantity of products of fat oxidative spoilage with a simultaneous decrease in the proportion of carboxylic acids as a result of their oxidation. Incorporation of hemoglobin solution led to changes in the character of the table salt effect on fatty acid composition and the proportion of oxidative products in the composition of the volatiles that were identified in back fat after thermal treatment. It was shown that the presence of the heme pigments initiated the oxidative changes in lipids in the process of curing even upon condition of adding the small dosages (2.0%) of table salt, which was expressed in an increase in the quantity of the volatile products of secondary oxidation and reduction of the quantity of polyunsaturated fatty acids. The obtained results indicate the indirect pro-oxidative effect of sodium chloride. The pro- and antioxidative effects of table salt were established experimentally, which depended on its concentration, use of thermal treatment and the presence of heme pigments.
Authors
Tunieva Elena Karlenovna, Candidate of Technical Science, Ivankin Andrey Nikolaevich, Doctor of Chemical Science, Professor, Gorbatov's All-Russian Research Institute of Meat Industry, 26, Nalalikhina St., Moscow, 109316, [email protected]
рида натрия. Установлено, что посол шпика в присутствии 2,0 и 3,5% поваренной соли приводил к снижению доли продуктов вторичного окисления. Однако хлорид натрия в более высоких дозировках приобретает свойства «проокислителя», инициируя окисление жирных кислот с образованием карбонильных соединений, а также продуктов их взаимодействия с аммиаком, сероводородом и другими веществами, образующимися в результате распада аминокислот.
Присутствие гемовых пигментов инициировало окислительные изменения липидов в процессе посола даже при условии внесения 2,0% поваренной соли. В связи с этим ускорение окисление жира при небольших дозировках поваренной соли является следствием косвенного проокисли-тельного эффекта хлорида натрия, очевидно, связанного с его воздействием на гемовые пигменты и увеличением доли свободного железа.
* S
Г-Г ^
R и
ч= У
(D
ч 00
8.00
7.00
6,00
5.00
о. : ■ -s
X ;.■■'■'
QJ
2.00 1.00
0,00
о.о
10 3.5 5.0
Концентрация хлорида натрия в образцах шпика, % + Без гемма С гемом
Рис. 4. Динамика изменения массовой доли ПНЖК в шпике в зависимости от концентрации хлорида натрия (т. о. - термическая обработка)
ЛИТЕРАТУРА
1. Andres, A.I. Lipid oxidative changes throughout the ripening of dry-cured Iberian hams with different salt contents and processing conditions/ A. I. Andres, R. Cava, J. Ventanas, E. Muriel, J. Ruiz // Food Chemistry. - 2004. - Vol. 84 (3). Р. 375 - 381.
2. Calligaris, S. Effect of selected ions from lyotropic series on lipid oxidation
