Sự ổn định màu sắc của thịt là một trong những đặc tính quan trọng ảnh hưởng đến sự đánh giá của người tiêu dùng đến mức độ tươi ngon của thịt, do đó để đáp ứng được yêu cầu của khách hàng thì việc nắm được tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc của thịt là rất cần thiết. Có 2 nhân tố chính ảnh hưởng đến màu sắc của thịt:
Các nhân tố bên trong (intrinsic factor) như là: hàm lượng sắc tố trong thịt, các chất chống ôxi hoá nội tại, pH của thịt, tốc độ suy giảm pH của thịt sau khi giết mổ.
Các nhân tố bên ngoài (extrinsic factor): nhiệt độ, thành phần khí quyển tồn trữ, ánh sáng và mức độ nhiễm vi sinh vật.
Các nhân tố bên trong
Hàm lượng sắc tố trong thịt
Hàm lượng myoglobin có tác dụng mạnh mẽ đến màu sắc thịt. Hàm lượng myoglobin càng cao thì màu sắc của thịt càng đỏ. Tuy nhiên hàm lượng myoglobin lại bị chi phối bới những yếu tố khác như loại cơ, độ lớn của con vật, giới tính, giống, chế độ dinh dưỡng gia súc và mức độ vận động của con vật được minh họa qua bảng 3.1 và 3.2 (Varnam và Suntherland, 1995). Myoglobin thường có nhiều trong cơ thịt đỏ hơn so với cơ thịt trắng. Con vật càng già thì hàm lượng myoglobin càng cao và giữa con đực và con cái thì con đực được cho là có nhiều myoglobin hơn so với con cái. Thêm vào đó, con vật vận động nhiều sẽ có nhiều myoglobin hơn con vật ít vận động bởi vì vận động sẽ làm tăng hàm lượng myoglobin (Varnam và Suntherland, 1995).
Bảng 5.5 : Hàm lượng Myoglobin trong các lọai thịt khác nhau
Loại thịt Màu sắc Hàm lượng Myoglobin
Cừu Đỏ sáng 6mg/g
Bò Đỏ đậm 8 mg/g
Bảng 5.6 : Hàm lượng Myoglobin thay đổi theo độ tuổi ở bò
Độ tuổi Hàm lượng Myoglobin
Bê con 2 mg/g
Bê 4mg/g
Bò tơ 8 mg/g
Bò già 18 mg/g
Hợp chất chống ôxi hoá vitamin E
Sự ổn định màu sắc của thịt có thể được tăng cường bởi việc cung cấp nhiều vitamin E vào chế độ ăn uống hàng ngày của con vật. Tại sao vitamin E có thể tăng cường khả năng ổn định màu sắc của thịt thì hiện nay vẫn chưa được lý giải một cách rõ ràng. Tuy nhiên Mancini và Hunt (2005) báo cáo rằng giữa sự ôxi hoá lipid và sự ôxi hoá sắc tố myoglobin có mối liên quan với nhau. Nếu như sự ổn định của các chất béo trong thịt tươi tăng thì sự ổn định màu của thịt cũng tăng.
Thêm vào đó Monahan et al. (2005) cũng chứng minh rằng các sản phẩm sinh ra do quá trình ôxi hoá các chất béo (như là aldehydes) có thể thúc đẩy quá trình ôxi hoá myoglobin xảy ra nhanh hơn. Thêm vào đó, Bekhit và Faustman (2005) cũng giải thích màu sắc của thịt tươi có thể được bảo vệ bởi các chất chống ôxi hoá bởi vì các chất chống ôxi hoá có thể hạn chế sự tổn thất của hệ enzyme metmyoglobin reductase khỏi quá trình ôxi hoá chất béo.
pH và tốc độ giảm pH của thịt sau khi giết mổ
pH và tốc độ giảm pH của thịt sau khi giết mổ là một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến màu sắc của thịt tươi. Sau khi giết mổ acid lactic được tạo thành và tích luỹ dần trong cơ do quá trình thuỷ phân. Sự sinh ra và tích luỹ acid lactic làm cho pH của thịt giảm thông thường từ khoảng 7,2 đến khoảng 5,5 (Warriss, 2000). Khi
pH giảm đến gần điểm đẳng điện (pI = isoelectric point, pI = 5) của cơ thì các sợi cơ bị co lại. Khi cơ co sẽ tạo ra các khoảng trống giữa các sợi cơ với nhau và sự thay đổi về khoảng trống này tạo ra sự khác biệt về mức độ hấp thụ và khúc xạ ánh sáng của tương cơ và các sợi cơ. Và chính sự khác biệt này quyết định sự phân tán ánh sáng trên bề mặt thịt. Theo Warriss (2000), sự co cơ xảy ra càng mạnh mẽ thì sự phân tán ánh sáng trên bề mặt thịt càng nhiều và do đó thịt sẽ càng tái nhợt.
Monin (2004) cũng cho rằng thịt có pH thấp và tốc độ giảm pH nhanh sẽ dẫn đến thịt bị tái nhợt, mềm và rỉ nước còn gọi là thịt PSE trong khi thịt có pH thấp nhưng tốc độ suy giảm pH sau khi giết mổ xảy ra bình thường thì thịt chỉ bị rỉ nước nhưng không bị tái nhợt. Hình 5.12 mô tả sự ảnh hưởng của pH đến màu sắc của thịt bò.
Hình 5.12: Ảnh hưởng của pH đến màu sắc của thịt bò
(Nguồn: http://animalrange.montana.edu)
pH không những ảnh hưởng đến màu sắc của thịt thông qua sự co cơ làm thay đổi thể tích của các sợi cơ mà còn ảnh hưởng đến sự ôxi hoá myoglobin, sự khuếch tán của ôxi vào cơ thịt và hoạt động của enzyme MRA. pH cao sẽ hạn chế khả năng khuếch tán của ôxi vào trong thịt và làm tăng hoạt động của enzyme MRA (maximum ở pH = 7,3) (Bekhit và Faustman, 2005). Tuy nhiên pH cao lại là điều kiện tốt cho sự phát triển của vi sinh vật.
Có thể tóm tắt sự thay đổi màu sắc của thịt trong bảng sau:
pH Mức độ màu sắc Sự ổn định của màu thịt Trên 6,8
6,3-6,8
Màu cực kỳ sậm Màu rất sậm
5,7-6,0 5,5-5,7
5,2-5,5 & tốc độ giảm pH lớn
Màu ít sậm
Màu đỏ đặc trưng của thịt
Màu tái nhợt Nhạy cảm, kém bền
Các nhân tố bên ngoài
Nhiệt độ
Sau khi giết mổ thịt thường được bảo quản lạnh và bảo quản ở nhiệt độ thấp sẽ làm tăng độ bền của màu đỏ đẹp và hạn chế sự hình thành metmyoglobin bởi vì sự ôxi hoá các sắc tố thịt sẽ giảm ở điều kiện nhiệt độ thấp (Lawrie, 1998). Thêm vào đó sự khuyếch tán của ôxi vào thịt cũng tăng ở nhiệt độ thấp và ức chế được sự hình thành metmyoglobin. Một nguyên nhân khác là nhiệt độ thấp ức chế được hoạt động của vi sinh vật trên bề mặt thịt và khi vi sinh vật bị ức chế thì hàm lượng ôxi trên bề mặt thịt sẽ tăng. Nhiều nghiên cứu đề nghị mức nhiệt độ tồn trữ thịt bò tốt nhất là khoảng 4ºC vì nhiệt độ này làm giảm sự mất màu của thịt bò trong quá trình tồn trữ.
Ảnh hưởng của vi sinh vật
Thịt có thể bị nhiễm đến 104 vi khuẩn/cm2 sau khi giết mổ và pha lốc (Blakistone, 1998) và chính sự hiện diện của vi khuẩn làm cho thịt bị biến màu và hình thành nhiều mùi vị khó chịu. Nói chung những ảnh hưởng của vi khuẩn trên thịt tươi thường diễn ra theo hai pha dưới đây:
i) Pha 1 biến đổi thịt từ màu đỏ tươi sang màu nâu metmyoglobin
Ôxi hoá + vi khuẩn
Oxymyoglobin Metmyoglobin
ii) Pha 2 biến đổi màu thịt từ màu nâu sang màu xanh tái
Vi khuẩn
Vi khuẩn
Metmyoglobin Cholegobin (-H2O2)
Sự biến đổi thịt từ màu đỏ tươi sang màu nâu metmyoglobin trong pha 1 thường là do hoạt động của các loại vi khuẩn hiếu khí (Varnam và Suntherland, 1995). Khi bề mặt thịt bị nhiễm một lượng lớn các vi khuẩn hiếu khí thì hàm lượng ôxi xung quanh khối thịt sẽ bị giảm do sự tiêu thụ ôxi của các vi khuẩn hiếu khí và sự thiếu hụt ôxi làm cho quá trình hình thành metmyoglobin xảy ra nhanh chóng.
Tuy nhiên các ảnh hưởng của vi khuẩn không dừng lại ở đó mà chúng tiếp tục biến đổi thịt từ màu nâu sang màu xanh. Thịt bị biến thành màu xanh là do sự hình thành sắc tố sulphnyoglobin và choleglobin dưới tác động của vi khuẩn.
Sulphmyoglobin được tạo thành do sự kết hợp H2S được sinh ra do hoạt động của vi sinh vật và metmyoglobin. Sự hình thành Sulphmyoglobin thường xảy ra với loại thịt DFD bởi vì thịt DFD có môi trường pH cao là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật.
Trái lại sự hình thành choleglobin là do sự phá vỡ sắc tố metmyoglobin do hợp chất H2O2 và hợp chất này được cho là được tạo thành bởi hoạt động của vi khuẩn (Varnam và Suntherland, 1995; Lawrie, 1998). Chính vì vậy trong thịt tươi sự hình thành sắc tố choleglobin thì ít phổ biến như là sự hình thành của sulphmyoglobin.
Ảnh hưởng của thành phần khí quyển tồn trữ
Thành phần khí quyển xung quanh khối thịt chiếm một vai trò rất quan trọng quyết định màu sắc của thịt. Thành phần khí quyển thông thường bao gồm 78,08% N2, 20,95%O2 và 0,035%CO2. Trong đó ôxi và CO2 là thành phần quan trọng ảnh hưởng đến màu thịt trong khí N2 chỉ là khí trơ và không có tác động lên màu thịt.
- Khí ôxi
Hình 5.13: Mối liên hệ giữa áp suất riêng phần của ôxi và sự hình thành các sắc tố
(Nguồn: Taylor, 1996a)
Ôxi không những có những ảnh hưởng tích cực lên màu sắc của thịt mà còn có những ảnh hưởng tiêu cực bởi vì ôxi không chỉ kết hợp với myoglobin và deoxymyoglobin tạo màu đỏ đẹp cho thịt mà ôxi còn ôxi hoá 2 sắc tố này thành metmyoglobin làm cho thịt bị biến màu nâu. Ở hàm lượng cao (khoảng 80%) ôxi có thể kết hợp với myoglobin để duy trì màu sắc đỏ tươi của thịt và làm chậm lại quá trình hình thành metmyoglobin (Mancini and Hunt, 2005). Tuy nhiên mức hàm lượng ôxi cao lại là nhân tố đẩy nhanh tốc độ ôxi hoá chất béo và tốc độ phát triển của vi sinh vật. Ngược lại nếu ôxi hiện diện với mức thấp (khoảng 4mmHg) thì thịt sẽ nhanh bị biến màu. Hình 5.13 chứng tỏ ảnh hưởng quan trọng của ôxi đến sự hình thành các sắc tố của thịt.
- Khí CO2
Khí CO2 thường được sử dụng phổ biến trong phương pháp cải biến khí quyển tồn trữ thông qua phương pháp bao gói bởi vì CO2 có vai trò ức chế các hoạt động của vi
khuẩn hiếu khí (Taylor, 1996b). Nếu như sự phát triển của vi sinh vật bị suy giảm thì chắc chắn màu sắc của thịt sẽ bền hơn và do đó kéo dài được thời gian bảo quản của thịt tươi. Mức độ ức chế hoạt động của vi sinh vật sẽ càng tăng khi hàm lượng khí CO2 trong môi trường càng tăng. Tuy nhiên nếu thịt được tồn trữ trong môi trường với hàm lượng CO2 quá cao sẽ dẫn đến nảy sinh một hiện tượng không mong muốn đó là hiện tượng bao bì xẹp xuống và ôm chặt khối thịt còn gọi là hiện tượng “snug down”. Hiện tượng này thường xảy ra đồi với thịt bảo quản ở nhiệt độ lạnh và được giải thích là do sự hấp thụ mộ lượng CO2 quá mức vào trong mô thịt trong môi trường có độ ẩm cao (Parry, 1993; Jakobsen và Bertelsen, 2006).