Процессы гидролиза и окисления липидов: особенности их протекания в мясе убойных животных

Во время переработки и хранения жировой ткани или выделенных из неё жиров происходят многообразные превращения их под влиянием биологических, физических и химических факторов, в результате чего изменяется химический состав, ухудшаются органолептические показатели и пищевая ценность жиров, что может привести к порче жиров. Различают гидролитическую и окислительную порчу. Нередко оба вида порчи протекают одновременно.

С прекращением жизни животного начинаются автолитические превращения жировой ткани. Под влиянием тканевых липаз происходит гидролиз жира, вследствие чего увеличивается кол-во свободных жирных к-т. Гидролизу способствуют: липаза, вода, тепло, ферм МО. Скорость и глубина гидролиза жира зависят от температуры, особенно они велики при температуре, близкой к оптимуму действия липазы, 35–40 °С. Снижение температуры замедляет процесс гидролиза.

В случае хранения жировой ткани в неблагоприятных условиях (влага, повышенная температура) автолиз может оказаться настолько глубоким, что произойдет гидролитическая порча жиров.

Появление в жире при гидролитическом распаде небольшого кол-ва высокомолекулярных жирных к-т не вызывает изменения вкуса и запаха продукта.

Гидролитическая порча жиров может быть не только следствием автолиза, но и результатом действия других факторов: к-т, щелочей, нагревания при температурах выше 100 °С, неорганических катализаторов, а также ферм МО.

В процессе хранения и переработки жиров возможны их окислительные изменения. Эти превращения могут привести к окислительной порче жира, наиболее распространенному и опасному виду порчи.

Окисление жиров протекает через образование свободных радикалов и относится к классу медленно развивающихся цепных разветвленных реакций. Свободный радикал – это частица, один из атомов который имеет свободную валентность.

Образования свободных радикалов может вызвать энергия света. Этим объясняется повышение скорости окисления жиров при освещении их солнечными лучами.

В процессе окисления легче всего вовлекаются ненасыщенные жирные к-ты. При этом отрывается атом водорода преимущественно у соседнего с двойной связью углеродного атома.

Образовавшийся свободный углеводородый радикал очень активен и может реагировать при столкновении даже с малоактивными молекулами кислорода. При этом образуются своеобразные в-ва перекисного характера, в которых один из атомов кислорода перекисной группы имеет свободную валентность. Их называют свободными перекисными радикалами

Перекисные радикалы отличаются высокой активностью и при столкновении с новой молекулой ненасыщенной жирной к-ты отрывают от нее атом водорода. В результате образуются достаточно стабильные в-ва – гидроперекиси, которые являются первичными продуктами окисления. При этом одновременно возникает новый свободный углеводородный радикал:

Свободный углеводородный радикал жирной к-ты далее реагирует по предыдущему т.е. продолжается цепь реакции (реакции 1,2 и т.д.). Цепь окислительных превращений развивается до тех пор, пока ведущие цепь свободные радикалы не исчезнут из системы, например в результате рекомбинации 2-х радикалов. Из двух свободных радикалов образуется одна неактивная молекула, поэтому цепь обрывается.

Скорость самоокисления жиров зависит от состава находящихся в них жирных к-т. Чем больше число ненасыщенных к-т и чем больше двойных связей в к-тах, тем быстрее происходит окисление. Так, линолевая к-та окисляется в 10-12 раз быстрее олеиновой. Ненасыщенные к-ты, хотя и очень медленно, также могут окисляться, переходя в гидроперекиси.

Процесс самоокисления жиров значительно ускоряется в присутствии катализаторов. Ими могут быть легко окисляющиеся металлы – железо, медь, олово, свинец, попадающие в жиры в процессе их технологической переработки, а также органические соединения, содержащие железо-гемаглобин, миоглобин и т.д. Очень активными катализаторами являются ферм МО, свободные жирные к-ты окисляются быстрее, чем жиры, из которых они выделены.

Различают два основных направления окислительной порчи жиров – прогоркание и осаливание.

При прогоркании накапливаются главным образом низкомолекулярные продукты: альдегиды, кетоны, низкомолекулярные к-ты и др. Прогоркание обнаруживают органолептически по появлению в жирах прогорклого вкуса и резкого, неприятного запаха. При осаливании преимущественно образуются оксик-ты, например диоксистеариновая к-та:

Образующиеся оксик-ты вовлекаются в процесс поликонденсации, в результате чего образуются высокомолекулярные соединения, и жир приобретает характерную салистую, мазеобразную консистенцию. Осаливающийся жир характеризуется также неприятным запахом и сальным вкусом.

25 Посмертное мышечное окоченение туш и его роль в формировании св-в мяса.

После убоя ресинтез гликогена в мясе не осуществляется в связи с отсутствием поступления кислорода, и начинается его анаэробный распад по пути фосфоролиза и амилолиза с образованием молочной кислоты и глюкозы.

Через 24 часа гликолиз приостанавливается вследствие исчерпания запасов АТФ и накопления молочной кислоты, подавляющей фосфоролиз.Важнейшим следствием гликолиза является сдвиг рН мышечной ткани в кислую сторону за счет накопления органических кислот.

К моменту максимального развития посмертного окоченения величина рН достигает минимального значения (5,5-5,6). По мере развития окоченения медленно возрастает и стабилизируется на уровне 5,6-5,8.

Величина рН мяса является важнейшим показателем его качества, так как изменения в процессе автолиза влекут за собой существенные практические последствия, а именно:

• увеличивается устойчивость мяса к действию гнилостных микроорганизмов;
• снижается растворимость мышечных белков, уровень их гидратации, водосвязывающая способность за счет приближения рН мяса к изоэлектрической точке белков (4,7-5,4);
• происходит набухание коллагена соединительной ткани;
• повышается активность катепсинов (оптимальное рН 5,3), вызывающих гидролиз белков на более поздних стадиях автолиза.

Фермтивный распад гликогена является пусковым механизмом для развития последующих физико-химических и биохимических процессов.

Накопление органических кислот в мясе оказывает существенное влияние на состояние мышечных белков, что в свою очередь предопределяет технологические св-ва мяса: консистенцию, ВСС, растворимость белков, их эмульгирующую способность и др.

На первой стадии автолиза важное значение имеет уровень содержания в мясе энергоемкой АТФ, вследствие десфосфорилирования (распада) которой осуществляется процесс фосфоролиза гликогена. Одновременно энергия дефосфорилирования обеспечивает сокращение миофибриллярных белков.

Сущность изменений в белковой системе мяса на начальных этапах послеубойного периода, в основном, связана с процессом образования актомиозинового комплекса и зависит от наличия в системе энергии и ионов кальция (Са2+). Непосредственно после убоя количество АТФ в мясе велико, Са2+ связан в саркоплазматическом ретикилуме мышечного волокна, актин находится в глобулярной форме и не связан с миозином, что обуславливает расслабленное состояние волокон, большое количество гидрофильных центров и высокую ВСС белков. Сдвиг рН мяса в кислую сторону запускает механизм превращения миофибриллярных белков:

• ионы кальция выделяются из каналов саркоплазматического ретикулума, концентрация их возрастает;
• ионы кальция повышают АТФазную активность миозина;
• глобулярный актин (G-актин) переходит в фибриллярный (F-актин), способный вступать во взаимодействие с миозином в присутствии энергии распада АТФ;
• энергия распада АТФ инициирует взаимодействие миозина с фибриллярным актином с образованием актомиозинового комплекса и сокращения миофибрилл и мышечных волокон.

Результатом сокращения волокон является нарастание жесткости мяса, уменьшение эластичности и ВСС.

Таким образом, снижение ВСС в период посмертного окоченения обусловлено не только сдвигом рН среды к изоэлектрической точке мышечных белков, но и уменьшением числа гидрофильных центров сократительных белков в связи с образованием актомиозина.

Послеубойные сокращения волокон начинаются сразу после убоя, но в отличие от прижизненного синхронного сокращения они растянуты во времени и происходят беспорядочно. Первые признаки окоченения становятся заметны через 2-3 час после убоя. В процессе окоченения число волокон, переходящих в сокращенное состояние, постепенно возрастает, достигая наибольшего количества к моменту максимального развития окоченения (к 18-24 час - автолиза свинины, говядины при 0-4 оС), что согласуется с наибольшим нарастанием жесткости мяса на этом этапе автолиза.

Таким образом, важнейшими последствиями окоченения мышц являются:

значительное увеличение механической прочности (жесткости) мяса;

• снижение растворимости мышечных белков, а значит их эмульгирующей способности;
• снижение степени гидратации белков и ВСС;
• снижение перевариваемости мышечных белков пищеварительными фермми;
• ухудшение развариваемости коллагена.

Посмертное окоченение мяса сопровождается снижением его качества за счет ухудшения органолептических, технологических св-в и биологической ценности.

Механизм дальнейших изменений миофибриллярных белков, приводящий к разрешению окоченения, еще не полностью изучен. Однако установлено, что на первых стадиях созревания происходит частичная диссоциация актомиозина, сопровождающаяся расслаблением мышц и ростом ВСС.

Кроме того, на этапе разрешения окоченения возможно начинаются процессы протеолиза белков с участием катепсинов, что также способствует снижению прочности мышечных волокон

26 Созревание как естественная фермция мяса

созревания– это совокупность изменений его св-в, обусловленных развитием автолиза, в результате которых мясо приобретает хорошо выраженный аромат и вкус, становится мягким и сочным, более влагоемким и более доступным действию пищеварительных ферм в сравнении с мясом в состоянии посмертного окоченения.

В процессе разрешения окоченения наблюдается удлинение саркомеров вследствии увеличения длины изотропных дисков. Саркомеры миофибрилл удлиняются до первоначальной величины и более, при одновременном уменьшении в диаметре.

В этот период ослабляются агрегационные взаимодействия белковых макромолекул.

Большинство мышечных волокон в этот период расслаблено. Причина и механизм этого явления еще недостаточно ясны. Очевидно, это связано с ослаблением поперечных связей между актином и миозином с последующей ассоциацией комплекса. Полной диссоциации комплекса не происходит, однако частичного распада актин – миозин достаточно, чтобы волокна растянулись.

При созревании в мясе под действием ферм самого мяса происходит ряд биохимических и физико-химических процессов, которые приводят к появлению перечисленных признаков.

Происходящее при созревании дальнейшее размягчение мяса обусловлено разрушением структурных элементов мышечного волокна протеолитическими фермми.

Увеличение в мышцах протеолитической активности происходит из-за высвобождения протеолитических ферм - катепсинов из лизосом. Наиболее заметные изменения наблюдаются у белков саркоплазмы. Ограниченному протеолизу подвергаются и миофибриллярные белки. Расщепление небольшого кол-ва пептидных связей в этих белках достаточно для разрыхления структур и увеличения нежности мышечной ткани. В изменении нежности мяса важную роль играют кол-во и состояние компонентов соединительной ткани. В мясе в состоянии окоченения белки соединительной ткани (коллаген, эластин) и основное в-во становятся менее лабильными по сравнению с их состоянием сразу после убоя. Лабильность компонентов соединительной ткани увеличивается в период созревания мяса, когда из лизосом высвобождаются гидролитические ферм. Это в значительной степени определяет гидротермическую устойчивость коллагена: чем более лабильно основное в-во, тем легче разваривается коллаген. Обнаружена лёгкая деполимеризация коллагена при хранении в течение 21 дня, которая обусловлена изменением его молекулярной структуры. При равных условиях созревания различных отрубов мяса одного и того же животного, а также одинаковых отрубов разных животных нежность оказывается различной. Это связано с неодинаковой степенью превращений различных компонентов мяса. В мясе, содержащем много соединительной ткани, нежность относительно невелика. Такое мясо требует более длительного созревания.

При созревании одновременно с увеличением нежности улучшаются вкусовые и ароматические св-ва мяса и полученного из него бульона. Важная роль в образовании вкуса мяса принадлежит глютаминовой к-те, обладающей как и её соли, специфическим вкусом мясного бульона. Глютаминовая к-та образуется при дезаминировании её амида - глютамина как в процессе созревания, так и при варке мяса. Особенно интенсивный распад глютамина с образованием глютаминовой к-ты происходит при нагревании мяса. В течение всего срока хранения при плюсовой температуре в мышечной ткани происходит увеличение аммиачного азота за счёт дезаминирования адениловой к-ты и глютамина. В процессе созревания мяса существенно увеличивается содержание свободных аминок-т: гистидина, аспарагиновой к-ты, глицина, треонина, тирозина, фенилаланина и др. Увеличивается также содержание моносахаридов: глюкозы, галактозы, рибозы.

Изменение белковых в-в, вкусовых и ароматических св-в мяса при созревании, а также расшатывание белковых систем под действием тканевых ферм делают мясо более доступным действию пищеварительных ферм, поэтому созревшее мясо лучше переваривается и усваивается.

Созревшее мясо имеет более высокую пищевую ценность , чем находящееся в состоянии окоченения. Установлены оптимальные сроки созревания, гарантирующие максимальную нежность мяса и его наилучшие вкусовые и ароматические св-ва.

Сроки созревания мяса зависят от вида животного, части туши, упитанности, температурного режима хранения.

Как правило, в мясе с нормальным развитием автолиза его нежность и ВСС достигают своей оптимальной величины в следующие сроки: для говядины при 0-5 °С - 12 суток, при 8-10 0 С - 5-6 суток, при 16-18 °С - 3 суток.

Кроме того, на этапе разрешения окоченения возможно начинаются процессы протеолиза белков с участием катепсинов, что также способствует снижению прочности мышечных волокон.

Далее в процессе созревания мяса процессы протеолиза выступают на первый план и их интенсивность определяется количеством протеолитических ферм в мышечной ткани и их активностью, на которую положительно влияет подкисление ткани в ходе автолиза и частичное разрушение мембран лизосом.

Процесс созревания мяса - это совокупность изменений его св-в, обусловленных развитием автолиза, в результате которых мясо приобретает хорошо выраженный аромат, вкус, становится мягким и сочным, более доступным действию пищеварительных ферм по сравнению с мясом на стадии окоченения.

Важно отметить, что превращение белков от момента убоя до стадии разрешения окоченения несет в основном конформационный характер (изменяется пространственная структура белка). Созревание мяса связано с процессом гидролиза белков.

Основными последствиями созревания мяса являются:снижение жесткости мяса, улучшение консистенции;повышение растворимости, уровня гидратации и ВСС белков;повышение степени перевариваемости белков за счет разрушения актомиозинового комплекса;улучшение разваривания коллагена;формирование вкуса и аромата мяса за счет фермтивных превращений белков и других в-в мяса.

Парное мясо имеет слабо выраженный вкус и аромат. В ходе созревания происходит образование и накапливание продуктов фермтивного распада белков и пептидов (глютаминовая кислота, серосодержащие аминокислоты), нуклеотидов (инозин, гипоксантин и др.), углеводов (глюкоза, фруктоза, пировиноградная и молочная кислоты), липидов (низкомолекулярные жирные кислоты), а также креатина, креатинина и других азотистых экстрактивных в-в, - предшественников вкуса и аромата мяса.

Таким образом, в процессе созревания мяса происходит существенное улучшение органолептических и технологических характеристик, пищевой ценности по сравнению с мясом на стадии окоченения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: