MÀU SẮC VÀ SỰ THAY ĐỔI MÀU CỦA THỊT HEO, THỊT BÒ (THỊT ĐỎ)

[Tạp chí Chăn nuôi Việt Nam] – Người tiêu dùng thường chọn sản phẩm thịt (thịt tươi/chế biến) qua màu sắc và hình thái bên ngoài, cho nên nhà cung cấp phải duy trì hoặc làm cho sản phẩm có màu hấp dẫn gần như tự nhiên và an toàn sức khỏe người tiêu thụ. Màu của sản phẩm thịt liên quan mật thiết với sắc tố cơ (myoglobin, ký hiệu Mb), là sắc tố đỏ ban đầu của thịt nguyên liệu và là nơi dự trữ oxi cho sự hô hấp tế bào cơ khi còn sống.

1. Tính chất hóa học của sắc tố cơ (Mb)

Mb là protein hòa tan trong nước, chịu trách nhiệm về màu sắc thịt. Thành phần cấu tạo (Hình 1) gồm một nhân hem (vòng porphyrin với sắt hóa trị 2 (Fe²⁺) ở trung tâm) liên kết với một tiểu đơn vị của globin. Nguyên tố Fe có 6 liên kết hóa học, gồm 4 liên kết với ni-tơ (N) ở bốn nhân pyrol của vòng porphyrin, liên kết thứ 5 với N ở nhân imidazol của histidin trong phân tử globin, và vị trí thứ 6 liên kết với oxi phân tử, oxit carbon (CO), oxit nitric (NO), nước, hoặc có thể với các chất oxit hóa (CN^–…).

Hình 1

Chính liên kết thứ 6 làm thay đổi hóa trị của Fe gây ra sự thay đổi màu sắc thịt. Thí dụ, Fe ở trạng thái Fe²⁺(màu đỏ sáng/tía) như OMb (oximygblobin) do oxi kết hợp với Mb,DMb (deoximyoglobin) do tách oxi ra khỏi Mb (dạng khử), COMb (carboximyoblobin) do môi trường không có oxi nên oxi carbon kết hợp với Mb, hoặc do sự oxi hóa Fe²⁺thành Fe³⁺ (đỏ nâu) như MMb (metmyoglobin). Sự hoán chuyển ba trạng thái này phụ thuộc vào điều kiện tại chỗ của thịt (Hình 2).

Hình 2

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi màu của sắc tố cơ (Mb)

Màu của sắc tố cơ bị ảnh hưởng bởi yếu tố giống, loài/dòng, dinh dưỡng và tính di truyền của vật nuôi,các yếu tố nội tạinhư các biến đổi của thịt sau khi giết mổ (đặc biệt là động học của pH và sự sụt giảm nhiệt độ thịt), sản phẩm chuyển hóa ở tế bào cơ sau GM; và bên ngoài miếng thịt như nhiệt độ, thời gian trữ,quá trình chế biến (quá trình xay nghiền, phụ liệu và phụ gia, xử lý nhiệt, các biện pháp diệt khuẩn khác), bao gói, và các điều kiện trưng bày, phân phối (tự nhiên, trong lồng kính, loại đèn thắp sáng).

2.1. Giống loài và quản lý giết mổ

Màu sắc thịt phụ thuộc hàm lượng sắc tố cơ (Mb) nghĩa là phụ thuộc vào tuổi, mức độ vận động của bắp cơ. Thịt bê nhạt màu hơn bò thịt, thịt bò đực sậm màu nhất. Thịt heo nhạt màu hơn thịt bò, thịt heo sau cai sữa nhạt màu hơn heo thịt, heo thịt nhạt hơn heo nái hoặc heo đực. Thí dụ, lượng Mb trung bình trong thịt bê là 1-3mg/1 gam mô cơ; bò thịt 4-10 mg; bò cái sinh sản 16-20 mg; heo thịt 0,79-1,44 mg.

Trên gia súc, bắp cơ nào chịu nhiều lực lúc còn sống (các cơ vùng cổ, vùng vai và chi trước, vùng bụng) hoặc cơ vận động nhiều sẽ sậm màu hơn cơ ít vận động, bắp cơ trắng nhạt màu hơn bắp cơ đỏ. Các bắp cơ trắng trong thân thịt bò, heo gồm cơ dài lưng (longissimus dorsi: thăn ngoại), vùng đùi sau có cơ bán gân (semitendinosus), cơ bán màng (semimembranosus), đầu trong của cơ nhị đầu (bicepsfemoris)…..

Hàm lượng Mb ở bắp cơ trắng hoặc cơ sậm màu của vài dòng heo cũng khác nhau. Lượng Mb thịt heo Poland China, Duroc và Chester White lần lượt 1,20; 1,24 và 1,14mg/ 1gam cơ trắng hoặc 2,35; 1,80 và 1,58 mg ở bắp cơ sậm màu (nên Duroc thường được chọn làm dòng đực cuối).

Khi cắt tiết gia súc, máu thường chảy ra 40-60%, phần còn lại tồn trong mao quản ở bắp cơ, phủ tạng và mỡ dưới da liên quan đến cường độ màu thịt.Thú nghỉ ngơi đủ, giết mổ (GM) treo đảm bảo phúc lợi động vật, máu tồn lưu trong hệ cơ ít nên thịt màu đỏ nhạt hơn so với thú GM nằm, hoặc thú mệt, hoặc thú nghỉ ngơi không đủ. Thú bị stress dài trước GM cho thịt cứng sậm màu, thú nhạy cảm stress cho thịt nhạt màu và rỉ dịch. Thú chết trước GM, thịt ứ máu nhiều trong hệ cơ/phủ tạng nên thịt/ phủ tạng sậm màu hơn.

2.2. Các yếu tố chung quanh và bên trong khối cơ

Quan sát miếng thịt nạc cắt ra khỏi thân thịt ta thấy bề mặt thịt màu đỏ tươi (sáng) chiếm ưu thế hoặc lan tỏa xuống bên dưới nhiều hay ít thì phụ thuộc hàm lượng oxi trong không khí (OMb). Có thể quan sát được màu đỏ tía sáng (DMb) hoặc hơi đỏ thẫm đôi chút bên dưới bề mặt 3-5 mm và có thể đỏ thẫm. Tại chợ truyền thống, thớt thịt bày bán từ sáng đến chiều ta thấy bề mặt thịt chuyển màu đỏ thẫm (gần trưa) và dần nâu đen vào xế chiều (MMb), bề mặt thịt trở nên khô do mất nước.Ta có thể giải thích sự thay đổi màu sắc thịt như sau.

Sau khi giết, sự cung cấp oxi cho cơ thể không còn, một lượng ít oxi còn sót trong các mao quản nên tạm thời cung cấp oxi cho Mb (OMb) duy trì sự hô hấp của ty thể tế bào cơ. Thông thường vài giờ sau GM, tiến hành pha lóc thịt ta thấy bề mặt thịt màu đỏ sáng là do sắc tố cơ kết hợp oxi không khí (phân áp oxi bên ngoài cao hơn trong tế bào cơ) hình thành oximyoglobin (OMb đỏ tươi). Tuy nhiên, màu sắc bên dưới bề mặt miếng thịt đã chuyển dần thành màu đỏ tía sáng, đó là màu của sắc tố cơ đã bị lấy oxi (DMb) bởi sự hô hấp của ty thể tế bào cơ nên oxi trong tế bào cơ giảm. Khi phân áp oxi lớn hơn 7mmHg, sắc tố cơ ở trạng thái DMb dễ dàng kết hợp với oxi thành OMb và ức chế sự hình thành DMb.

Thật ra DMb màu đỏ tía tươi hoặc đỏ tía sậm tùy theo thời gian tồn tại của DMb nghĩa là sắt hóa trị hai (Fe²⁺) chưa bị oxit hóa do các yếu tố oxit hóa trong cơ chưa phát huy tác dụng. Miếng thịt này được đóng gói chân không mà máu không thoát ra khỏi mô nạc (oxi dưới 1,4mmHg hoặc 1-2% oxi) thì màu DMb của thịt được duy trì. Nếu môi trường không có oxi, oxit cacbon (CO monoxide carbon) dễ dàng kết hợp với DMb thành CODMb (carboximyoglobin) màu đỏ sáng bền vững.

Trái lại, phân áp oxi không khí thấp hơn 7mm Hg, DMb dễ dàng oxit hóa thành MMb. MMb còn hình thành trong điều kiện hiếu khí với sự hiện diện ion kim loại (sắt, đồng) vì chúng kích thích sự thành lập nhóm gốc từ oxi không khí; hoặc trong tế bào cơ, sự hình thành nhóm gốc nội sinh từ oxi như hidro peroxit (H₂O₂) …., các enzym oxit hóa hoạt động mạnh trong mô chết, hoặc các yếu tố bên ngoài như VSV xâm nhập và phát triển.

Tuy nhiên, có thể làm chậm hình thành MMb bởi chất chống oxit hóa như sinh tố A, C, E, BHT (butylated hydroxy toluene), BHA (butylated hydroxyl anisol), gia vị và các polyphenol thực vật; yếu tố nội tại ở tế bào cơ như pH cao, nhiệt độ lạnh (0-4⁰C), các sản phẩm của chu trình Krebs hoặc thủy phân đường (succinat, lactat, malat) góp phần duy trì màu đỏ sáng/tía của thịt trên kệ hàng (shelf life).

Thịt màu đỏ sáng và đỏ tía luôn hấp dẫn người tiêu dùng. Trái lại thịt màu đỏ nâu (MMb) dễ bị từ chối bởi người tiêu dùng.

2.3. Các chất phụ gia

Chế biến tại gia đình, người ta duy trì màu đỏ thịt nguyên liệu bằng cách thái mỏng thịt rồi ướp với muối ăn (NaCl), đường mía (sucrose, đường đôi có tính khử) hoặc đường sữa (lactose), mạch nha (maltose), chanh (có vitamin C là chất khử), gia vị từ thảo dược. Các chất khử này biến MMb (đỏ nâu) thành DMb (dạng khử) sẵn sàng kết hợp oxi không khí thành OMb tương đối bền vững.

Tương tự trong công nghệ chế biến thịt, sử dụng thêm axit ascorbic (vitamin C), muối nitrit (NaNO₂, KNO₂mã số E250, E249) như là chất giữ màu thịt chế biến (EU cấm sử dụng muối nitrat (do KNO₃, NaNO₃là nguồn cung NO khi vi khuẩn sản sinh enzym reductase hiện diện trong sản phẩm)).

2.4. Sự gia nhiệt

Màu sắc thịt thay đổi khác nhau khi gia nhiệt.Protein Mb dễ bị biến tính bởi nhiệt từ 70⁰C, tạo sản phẩm có màu nâu. Tuy nhiên nhiệt độ biến tính không giống nhau do trạng thái oxi hóa khử của Mb. Đặc biệt, sự đề kháng tương đối của Mb với sự biến tính do nhiệt độ như sau: COMb > DMb > OMb > MMb (Ballard, 2004). Màu của COMb (đỏ sáng) khá bền sau khi gia nhiệt.

Ngoài ra, thịt nạc kho với nước dừa (nhiều đường khử, làm chậm bay hơi nước), thịt màu đỏ hơi nâu nhạt sáng. Trong khi đó, thịt bò gia nhiệt dễ bị biến tính vì khoảng 50% Mb thịt bò nguyên liệu bị biến tính trước đó. Hiện tượng này do yếu tố nội tại(trạng thái oxit hóa khử của Mb, nguồn gốc thú nuôi thịt và các chất chống oxi hóa trong thịt) lẫn yếu tố bên ngoài (bao gói, bảo quản đông thịt bò) đều ảnh hưởng sự hóa nâu thịt bò nguyên liệu. Gia nhiệt ở nhiệt độ cao kéo dài (kho kẹo, gia nhiệt nhiều lần, tiệt trùng thịt hộp) làm biến tính mạnh Mb, hậu quả là thịt nâu thẫm,đen, hoặc óng ánh sắc xanh, sản phẩm kém hấp dẫn.

Nếu ướp thịt với muối nitrit và chất khử (sucrose, lactose, maltose, axit ascorbic, gia vị thảo dược) làm cho thịt màu đỏ sáng liên quan đến màu thịt sau gia nhiệt (lạp xưởng, xúc xích tiệt trùng).Bởi vì các chất đó khử nhanh nitrit thành oxit nitric (NO), NO kết hợp với DMb/Mb thành NOMb (oxit nitric myoglobin).

Ngoài ra NO có thể kết hợp với MMb trực tiếp thành NOMMb (oxit nitric metmyoglobin) hoặcdưới điều kiện kỵ kí có thể hình thành NOMb. Gia nhiệt hoặcmôi trường axit, NOMb biến tính một phần thành oxit nitric hemochrom (nitrosohemochrom) có màu hồng tía bền trong điều kiện đóng gói chân không, hoặc nhạt chút ít trong không khí và ánh sáng (Hình 3).

Lưu ý rằng dung dịch muối nitrit có chất khử (sodium erythorbate) phải được trữ dưới 10⁰C; vì nhiệt cao, erythorbat khử nhanh nitrit thành khí NO, chất khí này thoát ra khỏi dung dịch trước khi tiêm vào thịt, kết quả thịt sau khi gia nhiệt màu sản phẩm kém hoặc không phát triển (theo American Meat Science Association, 2012).

Tại các thớt thịt bán lẻ, Barbut (2001) ghi nhận rằng chùm ánh sáng trắng có nhiều sóng màu đỏ hơn làm cho thịt bò/heo trở nên hấp dẫn hơn so với ánh sáng huỳnh quang. Do đó người ta khuyến cáo sử dụng đèn LED trắng ấm (warm white 2700-3200K) giúp ta nhìn được màu sắc trung thực nhất so với đèn màu trắng (cool white) (xem bảng màu ánh sáng với đơn vị đo là Kelvin, viết tắt là K).