Čerstvé mleté hovězí maso představuje největší procento (47 %) z celkového množství hovězího masa spotřebovaného ve Spojených státech a podílí se 36 % na celkovém prodeji hovězího masa. Prodej mletého hovězího masa v USA v roce 2023 dosáhl 13 miliard dolarů a přibližně 33 % mletého hovězího masa bylo prodáno balené buď ve vakuu, nebo v ochranné atmosféře. Popularita mletého hovězího masa vedla masný průmysl k většímu zájmu o metody, jak zachovat co nejdéle barvu masa, která představuje důležitý faktor spojený s vnímáním čerstvosti masa spotřebiteli.
Za barvu masa je primárně zodpovědný myoglobin, který existuje ve třech formách: deoxymyoglobin (Fe+2), oxymyoglobin (Fe+2) a metmyoglobin (Fe+3). Konjugované vazby v molekule hemu dávají myoglobinu schopnost absorbovat viditelné světlo. Šest elektronů na vnějším orbitalu dvojmocného železa (Fe+2) v hemu myoglobinu může tvořit 6 vazeb, z nichž 4 jsou spojené s porfyrinovým kruhem hemu, 1 s terminální aminokyselinou histidinem globinu a 6. je vázána na kyslík nebo jiné malé ligandy, jako je oxid uhličitý (CO2). Oxidací dvojmocného železa na trojmocné (Fe+3) vzniká hnědý pigment metmyoglobin, který nemůže vázat kyslík. Tvorba metmyoglobinu v mase je běžně spojena s bakteriálním kažením, ale může k ní docházet i spontánně za podmínek nízkého obsahu kyslíku.
Když je čerstvé maso vystaveno vzduchu, během 30 minut dochází k oxygenaci myoglobinu na oxymyoglobin a hloubka oxygenace závisí na parciálním tlaku kyslíku a teplotě. Mleté hovězí maso je náchylnější k růstu bakterií, ztrátám odkapem a změně barvy než celistvé kusy masa kvůli zmenšení velikosti částic, porézní struktuře a míchání během mletí. Vzhledem k vysoké rozpustnosti CO2 ve svalové a tukové tkáni je za kontrolovaných skladovacích podmínek s použitím vysokých parciálních tlaků CO2 vysoce pravděpodobné zpoždění oxidace železa v myoglobinu na metmyoglobin. Antimikrobiální účinek zvýšeného množství CO2 se připisuje několika mechanismům. CO2 se rozpouští ve vodné fázi masa a vytváří kyselinu uhličitou, která snižuje extracelulární i intracelulární pH, narušuje funkci bakteriální buněčné membrány a inhibuje enzymatické dekarboxylační reakce nezbytné pro bakteriální metabolismus.
Kolektiv autorů z Clemson University v USA (Ghris et al., 2026) použili řezačku s modifikovanou atmosférou, která umožnila nástřik plynu (CO2) do pracovního prostoru stroje během provozu. S touto upravenou řezačkou byla provedena čtyři ošetření, aby se zjistil jejich vliv na barvu mletého hovězího masa, na celkovou populaci aerobních bakterií a na charakter myoglobinu na povrchu masa během 9 dnů skladování v chladničce (2 dny ve tmě a následně 7 dní v osvětleném prostředí). Maso pocházelo z nízkého roštěnce s libovostí 96 %. Čtyři ošetření byla: 1) mletí na vzduchu a následné vakuové balení mletého masa; 2) mletí na vzduchu, balení mletého masa ve 100 % CO2, 3) mletí ve 100 % CO2, vakuové balení a 4) mletí ve 100 % CO2, baleno ve 100 % CO2. Balení s CO2 si udrželo červenější barvu a inhibovalo růst bakterií déle než vakuové balení bez ohledu na způsob mletí. Pokud však bylo maso mleté v atmosféře CO2, obaly se buď nezhroutily, nebo se zhroucení obalů během skladování snížilo, což naznačuje, že mletí s CO2 změnilo absorpci CO2 a zlepšilo stabilitu v prostoru nad směsí. Vakuově balené maso mělo po dni 0 nižší hladiny oxymyoglobinu, zatímco maso balené pomocí atmosféry CO2 si udrželo vysoké hladiny oxymyoglobinu během skladování, což mělo za následek červenější vzhled po celou dobu vystavení po dobu devíti dnů.
[Ghris et al.: Effects of carbon dioxide injection and modified atmosphere packaging on surface pigments and shelf life of ground beef. Meat Science 235 (2026) 110053]
