Καρυκεύματα και πρόσθετα στη βιομηχανία κρέατος, Flavor vs Taste

Η βιομηχανία κρέατος με τις χιλιάδες χρόνια ιστορίας της, έχει εξελιχθεί σε έναν από τους πλέον δυναμικούς κλάδους της παγκόσμιας οικονομίας. Ανάλογη πορεία έχει διαγράψει και η τεχνολογία του κρέατος των παρασκευασμάτων και των αλλαντικών. Τα καρυκεύματα και τα πρόσθετα, αποτελούν ένα πολύ μεγάλο κομμάτι αυτής της βιομηχανίας, ραγδαία αναπτυσσόμενο. Ένα μίγμα που θα χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή προϊόντων κρέατος, εκτός των καρυκευμάτων, η επιλογή των οποίων έχει να κάνει με το προϊόν,την τοπική αγορά και τον καταναλωτή που απευθύνεται, θα πρέπει να περιέχει και μία σειρά προσθέτων για να επιτευχθεί το βέλτιστο αποτέλεσμα.

Πριν δούμε το ρόλο που διαδραματίζουν θα πρέπει να κατανοήσουμε δυο κεφαλαιώδεις όρους: Taste & Flavor, για να δούμε τον ρόλο των προσθέτων και των καρυκευμάτων.

Ενισχυτικά γεύσης

Θα ξεκινήσουμε από τα ενισχυτικά Γεύσης (Taste) και από το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο στη βιομηχανία κρέατος για την παραγωγή αλλαντικών, το γλουταμινικό νάτριο, για το οποίο έχει γίνει πολύ μεγάλη συζήτηση. Όπως είναι γνωστό απαγορεύεται από την ενωσική νομοθεσία, η χρήση του στα παρασκευάσματα κρέατος, ενώ επιτρέπεται στα προϊόντα με βάση το κρέας. Φαίνεται οξύμωρο, αλλά το πνεύμα του νομοθέτη είναι να προστατεύσει τον καταναλωτή από την παραπλάνηση, γιατί όπως θα δούμε παρακάτω αν σε ένα παρασκεύασμα κρέατος (σουβλάκι, μπιφτέκι κλπ) χρησιμοποιηθεί, τότε αλλοιώνει την πρωτόλεια γεύση του κρέατος και δεν επιτρέπει στο μέσο καταναλωτή να αναγνωρίσει εύκολα ένα καλό – γευστικό κρέας από κάποιο κατώτερης ποιότητας.

Γλουταμινικό νάτριο

Ας το δούμε όμως πιο αναλυτικά. Το γλουταμινικό νάτριο έχει αναγνωριστεί από την επιστημονική κοινότητα ως η έκτη αίσθηση αυτή που ονομάζεται umami (γλυκιά, πικρή, ξινή, αλμυρή, γλυκιά, umami). Συνήθως θα το βρούμε σαν όξινο γλουταμινικό νάτριο, γιατί φέρει στο μόριο του μία όξινη καρβοξυλομάδα. Tα γλουταμινικά άλατα δεν έχουν γεύση, αλλά επιδρούν ως νευροδιαβιβαστές στον εγκέφαλο ενισχύοντας περισσότερο την αίσθηση της γεύσης του αλμυρού και του ξινού. Σαν νευροδιαβιβαστές λειτουργούν πολλά είδη αμινοξέων για διαφορετικού είδους μεταφοράς πληροφοριών στο νευρικό σύστημα, το συγκεκριμένο αμινοξύ μεταφέρει πληροφορίες για την γεύση και την επίγευση. Το γλουταμινικό νάτριο και γενικότερα τα γλουταμινικά άλατα είναι παράγωγα του γλουταμινικού οξέος, το οποίο είναι ένα από τα 22 αμινοξέα που δομούν τις πρωτεΐνες.

Υπάρχει φυσικά σε φυτικής προσέλευσης πρωτεΐνες, όπως η γλουτένη του σίτου, στην πρωτεΐνη της σόγιας και του καλαμποκιού αλλά και σε ζωικής προέλευσης πρωτεΐνες ψαριών και κρεάτων καθώς και στις καζεΐνες του γάλακτος. Στον ανθρώπινο οργανισμό εκτός από την ενίσχυση της γεύσης συμβάλει στην ενεργειακή κάλυψη του εντέρου και είναι πρόδρομη ένωση άλλων απαραίτητων ενώσεων που συνθέτει ο οργανισμός όπως οι πρωτεΐνες.

Έχουν θεσπιστεί όρια χρήσης του στη βιομηχανία τροφίμων αφενός, διότι λειτουργεί ως νευροδιαβιβαστής και η συσσώρευση του, όπως και πολλών άλλων αμινοξέων, δεν είναι φυσιολογική για τον ανθρώπινο οργανισμό και αφετέρου η υπερβολική δόση γλουταμινικού αντί να έχει ευεργετική δράση για την γεύση λειτουργεί αντίστροφα και καταστρεπτικά για την ισορροπία της γεύσης του τροφίμου.

Flavor

Σε αντίθεση με την Γεύση (Τaste) η οποία όπως προαναφέρθηκε προέρχεται από τις έξι αισθήσεις (γλυκιά, πικρή, ξινή, αλμυρή, γλυκιά, umami), η λέξη flavor παρ’ όλο που μπορεί να μεταφράζεται στα ελληνικά ως γεύση, δεν περιγράφει μόνο τη γεύση που προέρχεται από τους γευστικούς κάλυκες της στοματικής κοιλότητας, αλλά τη γεύση που προέρχεται από παραπάνω από μία αισθήσεις, όπως για παράδειγμα την οσμή. Την πικρή ή την γλυκιά γεύση δεν είναι ικανός ο ανθρώπινος οργανισμός να την μυρίσει. Κατά αυτόν τον τρόπο η λέξη Flavor απευθύνεται σε ουσίες που έχουν συγκεκριμένη γεύση, οσμή και πολλές φορές προσδίδουν και συγκεκριμένη υφή (αφή) στα τρόφιμα.

Αυτές η ουσίες δεν είναι άλλες από τα μπαχαρικά όπως το πιπέρι, το αλάτι το κίμινο και τα βότανα όπως τον βασιλικό ή την ρίγανη. Είναι ουσίες που προστίθενται στα τρόφιμα και παρόλο που δεν έχουν συγκεκριμένη taste (πικρές ή αλμυρές), έχουν συγκεκριμένο flavor, δική τους γεύση δηλαδή. Επιπλέον ως flavor χαρακτηρίζονται συγκεκριμένες γεύσεις που ο ανθρώπινος οργανισμός έχει συσχετίσει και αντιστοιχίσει με κάποια τρόφιμα. Για παράδειγμα γεύσεις φρούτων (φράουλα, μπανάνα κλπ) που προστίθενται σε διάφορα προϊόντα θα αναφερθούν ως flavor.

Αλάτι

Το αλάτι (χλωριούχο νάτριο ή ΝaCl) μαζί με τα ζάχαρα και το λίπος είναι οι τρεις φορείς που προσδίδουν γεύση στα τρόφιμα. Τι γεύση είναι αυτή; Το αλάτι και η ζάχαρη είναι στη κατηγορία taste διότι αντιπροσωπεύουν συγκεκριμένες αισθήσεις στη στοματική κοιλότητα (αλμυρό, γλυκό) ενώ το λίπος και γενικότερα η λιπαρή ύλη είτε είναι σε στερεή μορφή όπως το λίπος είτε σε υγρή όπως τα έλαια, ο εγκέφαλος την αντιλαμβάνεται σαν μία χαρακτηριστική γεύση (flavor).

Στα προϊόντα κρέατος το αλάτι εκτός από φορέας γεύσης παρουσιάζει και τεχνολογικό ενδιαφέρον καθώς βελτιώνει την ικανότητα συγκράτησης νερού του τελικού προϊόντος. Το αρνητικό φορτίο του Cl προστίθεται εσωτερικά στο φορτίο των πρωτεϊνών αυξάνοντας τις απώσεις μεταξύ των πεπτιδικών αλυσίδων με αποτέλεσμα να διογκώνονται τα μυϊκά ινίδια και να μπορεί εσωτερικά να συγκρατηθεί περισσότερο νερό.

Ρυθμιστές οξύτητας

Η επέκταση της διάρκειας ζωής του κρέατος και των προϊόντων του, είναι ένα πολύ σημαντικό ζήτημα και για τους καταναλωτές αλλά και για τις βιομηχανίες. Η διάρκεια ζωής του κρέατος μπορεί να παραταθεί, περιορίζοντας τον αποχρωματισμό του, την οξείδωση των λιπιδίων και την μικροβιολογική ανάπτυξη. Όλοι αυτοί οι παράγοντες μπορούν να ελεγχθούν με την προσθήκη οργανικών οξέων στο κρέας και τα προϊόντα του.

Μολονότι η μικροβιακή μόλυνση στο κρέας μπορεί να ελαχιστοποιηθεί με τη χρήση των ορθών πρακτικών υγιεινής κατά την επεξεργασία και την λιανική πώληση του κρέατος, η πλήρης εξάλειψη των βακτηρίων είναι πολύ δύσκολη αν όχι αδύνατη. Τα οργανικά οξέα είναι ευρέως διαδεδομένα στη φύση και έχει αποδειχθεί ότι είναι αποτελεσματικά στον έλεγχο της βακτηριακής ανάπτυξης λόγω της ρυθμιστικής τους ικανότητας του pH των προϊόντων.

Οι ρυθμιστές οξύτητας που χρησιμοποιούνται στα προϊόντα κρέατος συνήθως είναι τα κιτρικά άλατα και τα οξικά άλατα. Όλα τα παραπάνω οργανικά οξέα βρίσκονται φυσικά στα τρόφιμα. Το κιτρικό οξύ που είναι το οξύ του λεμονιού, εντοπίζεται γενικότερα σε εσπεριδοειδή φρούτα, παίρνει μέρος σε πολλές μεταβολικές ιδιότητες του οργανισμού και εμπορικά παράγεται από την ζύμωση πολυσακχαριτών από τον ζυμομύκητα Aspergillus niger .Το οξικό που είναι το οξύ του ξυδιού και περιέχεται φυσικά σε πολλά φρούτα, παράγεται εμπορικά από βακτηριακή ζύμωση σακχάρων και οξείδωση αλκοολών.

Τα παραπάνω οργανικά άλατα δρουν ως ρυθμιστές οξύτητας γιατί το pH του κρέατος, των παρασκευασμάτων και των προϊόντων του διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο τόσο για την μικροβιακή ανάπτυξη που έχει αντίκτυπο στην υγιεινή του προϊόντος, αλλά ωστόσο καθορίζει και ποιοτικά χαρακτηριστικά.

Γενικότερα το κρέας είναι ένα ευαλλοίωτο προϊόν διότι έχει αυξημένη ενεργότητα νερού (aw=0.98) και pH ελαφρώς όξινο (5,2-5,8) όπου σε αυτές τις συνθήκες σχεδόν άριστα αναπτύσσονται πολλοί μικροοργανισμοί. Γι’ αυτό η ρύθμιση της οξύτητας είναι αναγκαία για την πρόληψη και την επιβράδυνση της μικροβιακής ανάπτυξης και αλλοίωσης του προϊόντος.

Όσον αφορά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά, όταν το pH είναι κοντά στο ισοηλεκτρικό σημείο του τροφίμου (για παράδειγμα ο κιμάς έχει pI=5-5,2, όπου το ηλεκτρικό φορτίο στις πρωτεΐνες είναι μηδενικό) οι πρωτεΐνες είναι ισχυρά συνδεδεμένες μεταξύ τους διότι δεν υπάρχουν απωστικές δυνάμεις και το νερό δεν εισχωρεί και δεν συγκρατείται μέσα στο τρόφιμο. Συνεπώς η ικανότητα συγκράτησης νερού του τροφίμου είναι ελάχιστη έως μηδενική με αποτέλεσμα το προϊόν να χάνει όλη του την υγρασία στο ψήσιμο και να είναι στεγνό.

Όσο το pH απομακρύνεται από το ισοηλεκτρικό σημείο είτε μεγαλώνοντας είτε μικραίνοντας, συγκρατείται καλύτερα το νερό. Αυτό συμβαίνει διότι στην όξινη και την βασική περιοχή, κυριαρχούν τα ηλεκτρικά φορτία και δημιουργούν απωθητικές δυνάμεις μεταξύ των πολυπεπτιδικών αλυσίδων των πρωτεϊνών του κρέατος, γεγονός που επιτρέπει τη συγκράτηση νερού ανάμεσα στις πεπτιδικές αλυσίδες.

Να προσθέσουμε επίσης ότι το κρέας περιέχει ελεύθερο νερό, το οποίο κατά το ψήσιμο εξατμίζεται και χάνεται, και δεσμευμένο νερό για το οποίο γίνεται και λόγος, το οποίο συγκρατείται ισχυρά ανάμεσα στις πρωτεΐνες και παραμένει στο τελικό προϊόν. Τέλος, η προσθήκη λίπους στα προϊόντα κρέατος αυξάνει την ικανότητα συγκράτησης νερού (ΙΣΝ) του προϊόντος διότι το λίπος έχει pH=7 και αυξάνει το συνολικό pH του δείγματος πάνω από το ισοηλεκτρικό σημείο βελτιώνοντας την ΙΣΝ.

Γαλακτωματοποιητές VS Σταθεροποιητές

(binding system)

Σάκχαρα

Τα σάκχαρα διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη βιομηχανία τροφίμων διότι είναι ενώσεις που συμμετέχουν ενεργά στη δομή των τροφίμων τροποποιώντας τις φυσικοχημικές και μηχανικές τους ιδιότητες. Υπάρχει πληθώρα σακχάρων που με μία έστω φαινομενικά μικρή αλλαγή στη χημική τους δομή οι ιδιότητες τους αλλάζουν ριζικά και μπορούν να έχουν μία εντελώς διαφορετική χρηστικότητα. Σε αντίθεση με τις πρωτεΐνες που οι δομές τους είναι προκαθορισμένες και προσδιορισμένες, τα σάκχαρα είναι πολυμορφικά μόρια και το επιστημονικό ενδιαφέρον τους είναι ανεξάντλητο.

Τα σάκχαρα στη βιομηχανία μπορεί να λειτουργούν ως απλοί φορείς ή ισορροπιστές γεύσης, ως υγροσκοπικά μέσα που προσροφούν νερό ή δημιουργούν πηκτές, ως σταθεροποιητές δεσμεύοντας στο μόριο τους άλλες ενώσεις και προδίδοντας σταθερότερη δομή του τροφίμου στο ράφι, ως γαλακτωματοποιητές συγκρατώντας έλαιο και νερό στο ίδιο μόριο, ως συστατικά ελέγχου της χοληστερόλης και των μεταγευματικών επιπέδων γλυκόζης στο αίμα όπως είναι τα ανθεκτικά στη πέψη άμυλα και οι φυτικές ίνες και τέλος μία σημαντική κατηγορία σακχάρων είναι αυτή που λειτουργεί ως μιμητικό και υποκατάστατο λίπους στη γεύση. Στα σάκχαρα περιλαμβάνονται οι μονοσακχαρίτες όπως η γλυκόζη και η φρουκτόζη, οι δισακχαρίτες όπως η λακτόζη και η σακχαρόζη (ή σουκρόζη ή κοινή ζάχαρη) και οι πόλυσακχαρίτες όπως το άμυλο που δεν είναι παρά επαναλαμβανόμενα μόρια γλυκόζης.

Στη βιομηχανία κρέατος, εκτός από τη ζάχαρη που προστίθεται στα αλλαντικά για να αντισταθμίσει την γεύση του αλατιού, σημαντικό ρόλο έχουν οι πολυσακχαρίτες όπως το άμυλο πατάτας και οι ίνες κυτταρίνης που χαρακτηρίζονται από μεγάλη υγροσκοπικότητα γεγονός που οφείλεται στο πολύ μεγάλο μοριακό βάρος τους και στις διακλαδώσεις που έχουν στο μόριο τους από ενώσεις που συγκρατούν το νερό αυξάνοντας την ικανότητα συγκράτησης νερού στο τελικό προϊόν.

Αλματώδη εξέλιξη στη χρήση τους τα τελευταία χρόνια στη βιομηχανία ως πηκτικά μέσα και γαλακτωματοποιητές βρίσκουν τα αλγινικά άλατα, ένας φυσικός πολυσακχαρίτης που παράγεται από φύκι του είδους Phaeophyceae και οι επίσης φυσικοί πολυσακχαρίτες που παράγονται από διάφορα είδη φύκι, καραγενάνες (i και k καραγενάνη) που σταθεροποιούν και σχηματίζουν πηκτές προσδίδοντας μία καλύτερη όψη στην κοπή και η i-καραγενάνη μπορεί να λειτουργήσει και ως μιμητικό λίπους στα κρεατοσκευάσματα.

Αντιοξειδωτικά

Ασκορβικά και Ερυθορβικά άλατα:

To L-ασκορβικό οξύ ή Βιταμίνη C περιέχεται φυσικά σε φρούτα και λαχανικά, αποτελεί βασική υδατοδιαλυτή βιταμίνη που ο άνθρωπος δεν μπορεί να συνθέσει σε αντίθεση με άλλα θηλαστικά και πρέπει να την λάβει από τη διατροφή του. Συνήθως παράγεται με ζύμωση σακχαριτών με πρώτη ύλη τη γλυκόζη ή τη σορβιτόλη.

Στη βιομηχανία των τροφίμων τα ασκορβικά άλατα χρησιμοποιούνται κυρίως για την πολύτιμη αντιοξειδωτική τους δράση. Συγκεκριμένα στη βιομηχανία κρέατος εκτός από την αποτροπή τάγγισης του λίπους και την παραγωγή δυσάρεστων οσμών που προέρχονται από αλδεΰδες και κετόνες, τα ασκορβικά άλατα δρουν συνεργιστικά με τα νιτρώδη άλατα και επιταχύνουν τον σχηματισμό του ροδινέρυθρου επιθυμητού χρώματος και ταυτόχρονα μειώνουν το υπολειμματικό νιτρώδες το οποίο δεν ανάγεται και δεν δεσμεύεται από την μυοσφαιρίνη, κινδυνεύοντας να μετασχηματιστεί σε νιτροζαμίνη.

Ίδιες αντιοξειδωτικές και συνεργιστικές δράσεις παρουσιάζουν και οι διαστερεομερής ενώσεις του ασκορβικού οξέος (ίδια ένωση με διαφορετική διάταξη του μορίου στο χώρο) που είναι τα ερυθορβικά οξέα ή ισοασκορβικά οξέα.

Συντηρητικά

Νιτρώδη άλατα:

Θεωρείται αναγκαία η προσθήκη νιτρωδών αλάτων για την εξασφάλιση της μικροβιακής σταθερότητας των προϊόντων με βάση το κρέας. Τα νιτρώδη δρουν ως συντηρητικά εμποδίζοντας τον πολλαπλασιασμό σπορίων και την παραγωγής τοξίνης του Clostridium botullinum (πρόκληση της ασθένειας του βουτιλισμού ή αλλαντίασης) και επιβραδύνοντας το ρυθμό ανάπτυξης μη σπορογόνων αλλοιωγόνων μικροοργανισμών. Επιπλέον χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών των προϊόντων με βάση το κρέας (οσμή, γεύση, υφή).

Έχουν αντιοξειδωτική δράση αποτρέποντας την τάγγιση του λίπους με αποτέλεσμα να επιβραδύνεται ο σχηματισμός δυσάρεστων οσμών και προσδίδουν ένα ευχάριστο ροδοκόκκινο χρώμα, χαρακτηριστική οσμή, γεύση καθώς και μία ιδιαίτερη υφή, το αυτό το ευχάριστο «δάγκωμα» που έχουν τα αλλαντικά. Η ποσότητα των νιτρωδών που προστίθεται στο κρέας μπορεί να μετατραπεί σε νιτρώδες οξύ, μονοξείδιο του αζώτου, τριοξείδιο του αζώτου και σε νιτρικά. Οι ενώσεις που προκύπτουν δεσμεύονται από τη μυοσφαιρίνη και από άλλες πρωτεΐνες, από σουλφίδια και από το λίπος.

Με την μετουσίωση του πρωτεϊνικού τμήματος του κρέατος δημιουργούνται ενώσεις όπως η νιτροζομυοσφαιρίνη και το νιτροζομυοχρωμογόνο που προσδίδουν ένα ευχάριστο ρόδινο χρώμα στα προϊόντα κρέατος. Το υπολειμματικό νιτρώδες που δεν δεσμεύεται από κάποιο συστατικό του κρέατος και έχει κατηγορηθεί για την παραγωγή των δυνητικά καρκινογόνων νιτροζαμινών μπορεί να περιορισθεί με την προσθήκη ασκορβικών και ερυθορβικών αλάτων τα οποία δρουν συνεργικά με τα νιτρώδη.

Για παράδειγμα με τη δράση του ασκορβικού νατρίου επισπεύδεται ο σχηματισμός ερυθρού χρώματος του κρέατος ανάγοντας τον τρισθενή σίδηρο της μυοσφαιρίνης Mb(Fe+++) σε δισθενήMb(Fe++) και διασπώντας τα ΝΟ2 σε ΝΟ και αντιδρώντας αυτά με την σειρά τους με την μυοσφαιρίνη. Κατά αυτόν τον τρόπο οι ενώσεις που προκείπτουν από τα νιτρώδη μπορούν να απορροφηθούν γρηγορότερα και να ελαχιστοποιηθεί το υπολειμματικό άζωτο. Τα ερυθορβικά και τα ασκορβικά άλατα δρουν ως αναστολείς σχηματισμού των νιτροζαμινών, γι αυτό είναι και απαραίτητη η ταυτόχρονη προσθήκη τους με τα νιτρικά και τα νιτρώδη άλατα.

Πρωτεΐνη Σόγιας

O καρπός της σόγιας αποτελείται από 15% διαλυτούς υδατάνθρακες (σουκρόζη, ραφινόζη), 18% λιπαρή ύλη, 14% υγρασία, 15% άπεπτους και αδιάλυτους υδατάνθρακες (διαιτικές ίνες) και 38% πρωτεΐνη, η οποία και απομονώνεται για την χρήση της στη βιομηχανία τροφίμων.

H απομονωμένη (isolated) πρωτεΐνη σόγιας περιέχει καθαρή πρωτεΐνη σε ποσοστό μεγαλύτερο του 90%. Η πρωτεΐνη σόγιας κατέχει την πρώτη θέση σε βιολογική αξία μεταξύ των πρωτεϊνών φυτικής προέλευσης. Εφαρμόζεται στη βιομηχανία τροφίμων για γαλακτωματοποίηση, σταθεροποίηση γαλακτωμάτων, απορρόφηση νερού και λίπους, σχηματισμό κολλοειδών συστημάτων και ινών.

Ο καρπός της σόγιας περιέχει ένα ολοκληρωμένο πακέτο διατροφικής αξίας και η πρωτεΐνης της σε διαιτητικά προφίλ χαμηλά σε χοληστερόλη έχει προσκομίσει ισχυρισμούς υγείας για προληπτική αποτροπή διαφόρων ασθενειών του ανθρώπινου οργανισμού. Τεχνολογικό ενδιαφέρον παρουσιάζει όπως ειπώθηκε παραπάνω λόγω της γαλακτωματοποιητικής ικανότητάς της, της ικανότητας απορρόφησης νερού και διατήρηση της υγρασίας, της δημιουργίας δομής και χαρακτηριστικής υφής στο τελικό προϊόν.

Συνοψίζοντας, ένα ιδανικό μίγμα καρυκευμάτων και προσθέτων, εκμεταλλεύεται όλες τις ευεργετικές ιδιότητες των ουσιών που περιγράφηκαν, ώστε τα παραγόμενα προϊόντα κρέατος να ανταποκρίνονται στις γευστικές απαιτήσεις (taste & flavor) του καταναλωτικού κοινού που απευθύνονται, στις απαιτήσεις υγιεινής και ασφάλειας της νομοθεσίας, αλλά και στην διαμόρφωση του ζητούμενου κόστους από την βιομηχανία.

Νίκος Κασαλιάς

Κτηνίατρος και Μικροβιολόγος Τροφίμων της Kasalias Food Industry Consultants