Consumatorii estimează, de obicei, calitatea unui produs prin monitorizarea culorii, mirosului şi texturii. Cu toate acestea, uneori consumatorul nu poate aprecia calitatea unui produs alimentar prin acești indicatori de prospețime convenționali întrucât alimentele sunt ambalate. Există, însă, numeroase metode prin care poate fi stabilită prospeţimea alimentelor, cum ar fi noi indicatori ai prospeţimii cărnii şi produselor din carne . Principiul acestor metode are la bază interacţiunea dintre aliment şi un indicator.

Prospeţimea cărnii Prospețimea cărnii şi a produselor din carne scade în timp ca urmare a transformărilor biochimice, fizico-chimice și microbiologice. Pierderea prospețimii cărnii refrigerate, de exemplu, indică faptul că a început să se strice. Semnele de alterare a cărnii sunt evidente în modificarea a trei proprietăţi decisive în stabilirea prospeţimii cărnii: culoarea, mirosul şi textura.   Culoarea normală a cărnii crude proaspete variază de la roz pal-gălbui la roşu închis în funcţie de proveniență (carne de pasăre, porc, vită etc.). Orice tentă de culoare gri, verzuie, maronie indică o modificare nedorită care determină, de cele mai multe ori, evitarea consumării cărnii. Totuşi, culoarea cărnii poate fi, uneori, diagnosticată cu dificultate sau poate induce în eroare. Mirosul cărnii, în schimb, este mult mai concludent fiindcă nu poate fi mascat. Carnea trebuie să aibă un miros subtil, foarte puţin persistent. Mirosul înțepător, asemănător amoniacului sau sulfului, respectiv mirosul de rânced indică o alterare puternică a cărnii. Din punct de vedere al texturii, alterarea este indicată de o mâzgă lipicioasă, alunecoasă la suprafaţa cărnii. De asemenea, orice urmă de mucegai este un semn evident al alterării. Metode de evaluare a prospeţimii cărnii În zilele noastre, orice problemă legată de siguranța alimentelor are un impact considerabil asupra comportamentului consumatorilor și în dezvoltarea politicilor și a reglementărilor în vigoare. În același timp, consumatorii preferă produse de calitate ridicată, ușor de utilizat și cu o durată lungă de viață. Industria alimentară este, prin urmare, în căutare de tehnologii noi care pot îndeplini aceste obiective. Prospeţimea produselor alimentare este prelungită atât prin tratament termic sau adaos de conservanţi, cât şi prin utilizarea ambalării în atmosferă modificată (MAP – Modified Atmosphere Packaging) sau a ambalării sub depresiune (în vid). Cu toate acestea, conținutul ridicat de apă şi substanţe nutritive, combinat cu un pH de obicei favorabil, face alimentele, în general, și carnea, în special, un substrat excelent pentru dezvoltarea microorganismelor. Pentru aceasta este necesară monitorizarea constantă a prospeţimii alimentelor, în particular şi a calităţii în general. Calitatea cărnii şi a produselor din carne este evaluată prin metode variate:

1. a) Analiză senzorială bazată pe simțuri: văz, miros, gust, tactil;
2. b) Analize fizice efectuate pentru determinarea unor parametri importanți: temperatura (termometru electronic, digital, cu infraroşii), pH-ul (pH-metru), activitatea apei (higrometru), capacitatea de legare a apei (prin comprimare), textura (măsurarea forţei de forfecare);
3. c) Analize chimice pentru stabilirea conţinutului de proteine (Kjeldahl), grăsimi (Soxhlet), apă (termostat, microunde) şi substanţe minerale / cenuşă (calcinare);
4. d) Analize microbiologice pentru a stabili gradul de contaminare cu microorganisme: numărul total de microorganisme, numărul de bacterii patogene (analize selective folosind kituri de detectare şi identificare pentru grupe de microorganisme, de exemplu Enterobacteriaceae, Lactobacillus spp., Salmonella spp., S. aureus, mucegaiuri).

Cele mai multe metode prin care este evaluată calitatea cărnii dau indicaţii despre prospeţime (analiza senzorială, analizele fizice şi microbiologice), însă o bună parte dintre ele se bazează pe aparatură complexă, costisitoare, care nu este portabilă şi necesită, de obicei, personal calificat. De asemenea, cele mai multe metode sunt distructive, adică implică desfacerea ambalajului cu produs. În plus, procedurile de evaluare pot fi aplicate numai pentru un număr limitat de probe, rezultatele se obțin la mult timp după ce produsul a fost consumat și sunt, în general, potrivite pentru agențiile de siguranță alimentară, dar nu pentru a fi utilizate în supermarket-uri sau acasă la consumatori. Prin urmare, dezvoltarea unor metode simple în măsură să ofere informații directe despre prospețimea probelor individuale este un domeniu de cercetare necesar şi actual. Indicatori ai prospeţimii cărnii Principiul metodelor rapide şi nedistructive de stabilire a prospeţimii cărnii constă în interacţiunea dintre aliment şi un indicator. Cele mai multe metode se bazează pe o schimbare a culorii indicatorului. Atât timp cât alimentul nu suferă modificări, nici indicatorul nu se va schimba, deci va arăta că produsul este proaspăt. Modificările fizice, biochimice şi microbiologice care apar în timpul păstrării cărnii sunt rezultatul creşterii microorganismelor de alterare sau patogene care au la dispoziţie un substrat bogat (glucide, proteine, lipide).     Aminoacizii liberi existenţi în carne şi proveniţi din descompunerea proteinelor prin activitatea proteolitică a unor microorganisme sunt degradaţi total sau parţial, prin dezaminare oxidativă, decarboxilare şi desulfurare, reacţii din care rezultă gaze precum amoniac (NH3), dioxid de carbon (CO2) și hidrogen sulfurat (H2S). Fiind produse ale descompunerii proteinelor, aceste gaze sunt folosite ca resurse pentru indicatorii prospeţimii / alterării cărnii. Alte resurse pentru indicatorii alterării cărnii sunt glucoza, dimetilamina (DMA), trimetilamina (TMA), aminele biogene, etanolul, diferiţi acizi organici, alţi compuşi cu sulf sau compuşi cu azot volatili.Indicatori de glucoză. Microorganismele care cresc pe suprafaţa cărnii consumă în primul rând glucoza din stratul superficial al cărnii astfel că, prin determinarea conţinutului de glucoză de la suprafaţa cărnii se stabileşte indirect nivelul de contaminare bacteriană, respectiv prospeţimea / alterarea produsului. Pentru aceasta se foloseşte un cuțit de prelevare a probei de carne în strat subţire pentru determinarea gradientului de glucoză. Indicatori de CO2. Dioxidul de carbon este produs în timpul creşterii microorganismelor astfel că monitorizarea sa furnizează informaţii directe asupra evoluției microorganismelor în carne sau la suprafaţa cărnii. Indicatorul de CO2 răspunde la modificarea pH-ului prin schimbarea culorii. Indicatorii de compuşi cu azot volatili sunt specifici pentru peștele ambalat. Acest indicator este o etichetă care conţine un cip din material plastic cu reactiv. Cipul are un capăt ascuțit care pătrunde în ambalaj favorizând accesul compuşilor cu azot volatili la reactiv. Culoarea reactivului se schimbă ca răspuns la eliberarea de compuşi cu azot volatili (amine volatile, amoniac). Aminele volatile sunt specifice învechirii şi degradării peștelui sub acţiunea microorganismelor. Indicatorii de H2S au ca efect modificarea culorii mioglobinei este folosit ca principiu al indicatorului. Se prepară prin aplicarea mioglobinei comerciale dizolvată într-o soluție tampon de fosfat de sodiu pe pătrățele mici de agaroză. Indicatori de toxine. Sistemul utilizează material de ambalaj din polietilenă care conţine anticorpi imobilizaţi, capabili să detecteze prezenţa bacteriilor patogene (Samonella spp., Campylobacter spp., Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes). Toxina bacteriană ajunsă în contact cu materialul de ambalaj se leagă de anticorpul imobilizat şi se produce o reacţie manifestată prim schimbarea culorii. Indicatorii sensibili la modificarea pH-ului se bazează pe utilizarea unor coloranţi indicatori de pH care îşi schimbă culoarea în prezenţa compuşilor volatili produşi în timpul alterării alimentelor. Indicatori sensibili la diverşi metaboliţi microbieni. Un asemenea indicator este un sistem de senzori pe bază de colorant diamină care răspunde în prezenţa vaporilor de diacetil. Diacetilul este un compus volatil eliminat din carne şi, odată migrat prin materialul de ambalaj va reacționa cu colorantul şi va induce o schimbare a culorii.   Senzor cromogen combinat Utilizarea indicatorilor cromogeni pentru evaluarea rapidă a prospeţimii este una dintre cele mai promițătoare metode întrucât coloranții folosiţi ca indicator sunt ieftini, iar variaţiile de culoare pot fi detectate uşor cu ochiul liber sau pot fi observate cu sistemele de captare a imaginii. Cu toate acestea, utilizarea unui singur indicator prezintă unele limitări, cum ar fi lipsa de specificitate, deoarece detectarea unei substanţe simple poate să nu fie neapărat un indiciu al calităţii scăzute a alimentului.     O alternativă potrivită, puternică şi versatilă este utilizarea unui nas optoelectronic bazat pe mai mulţi coloranţi care pot oferi informații prin variații de culoare corespunzătoare. Astfel, un nas optoelectronic bazat pe utilizarea unor substanţe cromofluorogene are avantaje precum cost redus, îndepărtare uşoară de pe ambalaj, imprimare pe ambalaj şi urmărirea schimbării culorii direct prin pelicula transparentă care constituie ambalajul. De asemenea, în comparație cu nasul electronic sau limba electronică, nasul optoelectronic cu matrice cromogenă poate combina interacțiuni fizice slabe cu legături chimice puternice întrucât caracterul său de unică folosință face irelevantă otrăvirea ireversibilă a alimentelor. Salinas et al. (2014, Sensors and Actuators B, vol. 190, p. 326-333) au realizat un senzor cromogen prin combinarea mai multor indicatori de culoare pentru monitorizarea evolutiei cărnii de curcan fiartă şi marinată, ambalată în atmosferă modificată (30 % CO2 : 70 % N2). Nasul optoelectronic creat a fost alcătuit din materiale de detectare preparate prin combinarea unor indicatori de culoare (4-dibutilaminofenil scuarină, pirilium tetrafluoroborat, galben de dimetil, perclorură de difenil pirilium, complex de rodiu dinuclear, verde malahit, galben de metanil, acid carminic, galben briliant, m-crezol purpuriu, albastru de timol, fenolftaleină) și suporturi anorganice diferite (silicagel, alumină). În paralel, au fost efectuate determinări microbiologice și senzoriale pe probele ambalate, iar schimbările de culoare din matricea cromogenă au fost corelate cu numărul de bacterii aerobe mezofile, punctajul analizei senzoriale și durata de depozitare şi analizate prin instrumente statistice HCA (hierarchical cluster analysis). Astfel, cuantificarea modificărilor chimice poate oferi informații cu privire la gradul de alterare a cărnii. Pe lângă resursele obişnuite (CO2, NH3, H2S) folosite de indicatorii de prospeţime cu aplicaţii curente, au fost propuse alte substanţe chimice precum amine biogene sau produse de descompunere a nucleotidelor care produc variaţii ale pH-ului şi schimbă culoarea indicatorilor care sunt coloranţi precum albastru de bromtimol, albastru de bromfenol, bromcresol violet, roșu de metil, verde de bromcresol, metilorange, galben de metil, roșu fenol (Ruckon et al., 2014, Talanta, vol. vol. 130, p. 547-554).   Indicatori sensibili la amine biogene Aminele biogene sunt substanțe cu masă moleculară mică, formate îndeosebi prin decarboxilarea unor aminoacizi specifici, prezenți în produsele alimentare, ca urmare a acțiunii enzimelor bacteriene, în timpul depozitării. Cantitatea totală și varietatea aminelor biogene formate depinde mult de natura produsului alimentar și de microorganismele prezente. Au fost identificate specii diverse de bacterii care produc amine biogene dintre care cele mai mari producătoare sunt bacteriile din grupul Enterobacteriaceae. Deosebit de activi sunt şi anumiţi lactobacili, de exemplu Lactobacillus buchneri, pediococi şi enterococi. Prezenţa alterării bacteriene în carne şi produsele din carne depinde de condiţiile de creştere şi sacrificare a animalelor şi de prelucrare a cărnii. Detectarea aminelor biogene în alimente prezintă un interes major atât pentru că aceşti compuşi reprezintă un risc pentru sănătatea publică din cauza efectelor toxicologice ale consumului produselor cu conţinut ridicat al unor amine, de exemplu tiramină sau histamină, cât şi pentru utilizarea lor ca indicator al calităţii bacteriene. Studiul efectuat de Lazaro et al. (2015, LWT - Food Science and Technology, vol. 60, nr. 1, p. 15-21) a urmărit relaţia dintre concentraţia aminelor biogene şi modificările microbiologice ale cărnii pentru evaluarea utilităţii aminelor biogene ca resurse pentru indicatorii de prospeţime, respectiv de calitate a cărnii de pasăre depozitată la temperatura 4 ± 1°C timp de 17 zile. Astfel, potrivit acestui studiu, aminele biogene care pot fi utilizate ca indicatori ai prospeţimii cărnii sunt tiramina, putresceina şi cadaverina. (Articol publicat în ediția tipărită a revistei Fabrica de Carne)