Verkleuring in vacuüm

In tegenstelling tot landen als Engeland en Frankrijk wordt in Nederland geproduceerd en geconsumeerd vlees niet of nauwelijks gerijpt. Met het oog op de eetkwaliteit is dit jammer. Vaak worden bij ons vacuümverpakkingen toegepast om de vleesdelen hygiënisch en zonder gewichtsverlies te kunnen transporteren. In vacuümverpakt vlees kunnen soms ongewenste verkleuringen optreden. Naast de folie, de vacumeermachine en de procesgang, spelen ook de biologische vleeseigenschappen een grote rol.

Door het rijpen van karkassen en delen na het slachten wordt vlees aanzienlijk malser. Wij hebben in ons land in het verleden veel onderzoeken uitgevoerd met rund- en kalfsvlees, die het ‘vermalsend effect’ van 10 tot 14 dagen rijpen in vacuümverpakking objectief aantoonden.
De eigenschappen van het product zijn belangrijk bij vacuüm verpakken. Vlees is namelijk een biologisch actief materiaal, waarvan de enzymsystemen ook na de dood van het slachtdier geruime tijd blijven functioneren.

SPIERADEMHALING
Gedurende twee dagen na het slachten ‘consumeert’ het oppervlak van de spier zuurstof en wordt CO2 in behoorlijke hoeveelheden geproduceerd. Daarna neemt de snelheid van beide processen af. De snelheid van weefselademhaling varieert niet alleen tussen rode en witte spieren, maar ook tussen diersoorten. Lamsvlees heeft een veel hoger niveau van ‘spierademhaling’ dan rund- of varkensvlees.
Daardoor dringt de zuurstof van de lucht minder diep door in lamsvlees. De ademhalingssnelheid neemt toe bij een hogere bewaartemperatuur van het vlees, terwijl de oplosbaarheid van zuurstof in vlees afneemt. Bij lage bewaartemperaturen in de lucht is de diepte van de zuurstofpenetratie in het vlees dan ook groter en dat heeft gevolgen voor de kleur.

MYOGLOBINE
De kleur van vers vlees wordt bepaald door het spierpigment myoglobine en de beschikbare zuurstof. In niet aan lucht blootgesteld vlees, zoals het binnenste gedeelte van vlees, heeft het pigment, de vorm van het paarse myoglobine. Dit is te zien onmiddellijk na een verse aansnede. Wanneer zuurstof toetreedt, kunnen twee reacties optreden. Door oxygenatie, het koppelen van zuurstof aan het tweewaardig ijzer van het myoglobine, wordt  het frisrode oxymyoglobine gevormd. Hierdoor kleurt het vlees op, het zogeheten ‘bloomen’. Door het zuurstofverbruik van het weefsel zelf ontstaat op zo’n doorsnede vervolgens een dunne, oppervlakkige laag van enkele millimeters van het frisrode oxymyoglobine.
De laag wordt dikker naarmate het zuurstofverbruik van het vlees bij het bewaren na het slachten afneemt. Vlees kleurt dus later na slachting beter op. De derde vorm van het pigment, het bruingrijze metmyoglobine, ontstaat door oxidatie van het tweewaardige (ferro)ijzer tot de driewaardige (ferri)vorm. In tegenstelling tot oxymyoglobine is deze bruingrijze kleur veel minder gewenst. Behalve oxygenatie en oxidatie zijn er ook reducerende enzymsystemen,  waardoor myoglobine kan worden terug gevormd.

ZUURSTOFSPANNING
De vorm van het myoglobine is afhankelijk van de partiële zuurstofspanning. Hoge zuurstofspanning bevordert het ontstaan van oxymyoglobine. Als de partiële zuurstofsopanning daalt, dan wordt bij circa 10 mm. Hg het bruingrijze metmyoglobine gevormd. Dit is ook zichtbaar  wanneer een opgekleurd stuk vlees wordt doorgesneden en direct bekeken. Op de grens van de zuurstofpenetratie, dus onder de laag opgekleurd vlees (oxymyoglobine), is een zeer dun, grijsbruin laagje metmyoglobine zichtbaar. Daaronder bevindt zich, zoals eerder genoemd, het paarse myoglobine.
In een volgend artikel gaan we in op de verschillende aspecten en omstandigheden, die de kleur en het kleurbehoud van vers vlees bepalen. In dit artikel gaat om de kleureigenschappen in relatie tot het vacuüm verpakken.

KLEURBEHOUD
Door het vacumeren verandert de kleur van het vlees. De vacumeermachine staat afgesteld op een zeer lage luchtdruk. De restzuurstof die na het vacumeren nog aanwezig is, wordt door de spierademhaling snel verbruikt. Hierdoor blijft of daalt de partiële zuurstofspanning  binnen 2 dagen beneden de 5 mm. Hg. Bij deze spanning is de laag metmyoglobine op het oppervlak van het gevacumeerde vlees zeer dun en de paarse kleur van het onderliggende myoglobine schijnt er doorheen. Wanneer de zuurstofspanning in de verpakking om wat voor reden dan ook stijgt, wordt eerst de dikte van de metmyoglobinelaag groter. Het paarse myoglobine van de onderliggende spier wordt daardoor doffer.
Vervolgens ontstaat de ongewenste bruin-grijze kleur van het metmyoglobine op het oppervlak van het vlees in de vacuümverpakking. Normaliter kleurt het vlees, na het openen van de vacuümverpakking en het portioneren van het vlees, weer op door vorming van oxymyoglobine. Het kleurt zelfs beter op dan bij vers portioneren, doordat de zuurstofademhaling is verminderd en de zuurstofpenetratie dieper is. Het kleurbehoud van het bewaarde en geportioneerde vlees is wel minder. Dit is een nadeel van rijpen, al moet naar onze ervaring het belang van dit effect niet worden overdreven. Voor de horeca speelt dit in elk geval niet.

ZUURSTOFBARRIERE
De verkleuring van vlees in vacuümverpakking kan meerdere oorzaken hebben: de folie, de vacumeermachine, het proces van uitbenen/vacumeren en/of het product. Er zijn verschillende soorten folies op de markt voor zowel vacuümkamer- als dieptrekmachines. Belangrijk zijn de functionele eigenschappen, vooral de dikte (uitgedrukt in mu) en de zuurstofdoorlaatbaarheid, uitgedrukt in ml zuurstof per m²/dag/bar. Een te grote zuurstofdoorlaatbaarheid van de folie kan verkleuring veroorzaken. Besparing op de foliekosten kan funest zijn voor de kwaliteit (kleur) van het product. Bij dieptrekmachines treedt soms bij de verpakkingen verkleuring in de hoeken op. Bij een te dunne folie wordt het materiaal daar te veel uitgerekt, waardoor de zuurstofbarrière afneemt.

ONVOLDOENDE ONDERHOUD
Bij het vacumeerproces kan de machine te veel restzuurstof in de verpakking achterlaten.  Het is dan beter dat het ingestelde vacuümniveau gedurende één of meer seconden  wordt aangehouden. Voorts kan het zijn dat het machineonderhoud onvoldoende is. De sealbalken of –draden van een vacuümkamermachine kunnen bijvoorbeeld zijn versleten, waardoor er onvoldoende vacuüm bereikt wordt.
Preventief onderhoud is belangrijk. Vanzelfsprekend kan de seal ook minder goed zijn, als de folie ter plaatse in contact met het product is gekomen en vervuild is. Een goed sealproces heeft een optimale druk, een optimale temperatuur en een optimale tijdsduur. Een goede inspectie van de sealnaad direct na het verpakken en na 24 uur, kan de meeste lekkages opsporen. Zeer kleine lekkages merkt men pas later aan de verkleuringen.

TE HOGE KERNTEMPERATUUR
Als het vacumeerproces qua productiesnelheid onvoldoende is afgestemd op het uitbeenproces, hoopt het uitgebeende vlees zich op. Ook kan het zijn dat er wordt gebufferd bij het omschakelen op een ander technisch deel. Door het bufferen treedt meer zuurstof in het vleesoppervlak en wordt vervolgens bij het vacumeren een minder diep vacuüm bereikt. Bij een goede afstemming moet binnen 15 minuten na het uitbenen worden gevacumeerd. Hoe lager de temperatuur van het vlees, des te dieper het vacuüm. Een te hoge kerntemperatuur van het vlees is een veel voorkomende oorzaak van een onvoldoende laag vacuüm en vervolgens van het optreden van verkleuringen in het gevacumeerde vlees.

MICRO-ORGANISMEN
Door het vacuüm verpakken verandert de groei van micro-organismen in kwantitatieve en kwalitatieve zin. De groei van Pseudomonas-bacteriën, die o.a. luchtbederf veroorzaken, wordt beperkt.  Lactobacillen (melkzuurbacteriën), die  groeien in afwezigheid van zuurstof en CO2, worden het dominante micro-organisme in vacuümverpakt vlees. Ze veroorzaken relatief weinig verkleuring en slechts geringe geurafwijkingen.
Andere micro-organismen kunnen eveneens groeien op vacuümverpakt vlees, afhankelijk van de pH, de temperatuur en de gassamenstelling. Zo groeien Brochotrix thermosphacta-bacteriën in vacuümverpakt vlees met een pH hoger dan 6,0, ook bij  temperaturen van 3 tot 7 graden Celcius. Brochothrix-bacteriën veroorzaken ook verkleuringen Vlees met een pH hoger dan 6,0, het zogeheten DFD-vlees, is daarom ongeschikt om te vacumeren.
Met dank aan Marcel van den Berge van Multivac