Автолитические процессы – процессы распада компонентов тканей под влиянием находящихся в них ферментов. Автолиз начинается в тканях животного сразу же после его убоя.
Характер биохимических изменений приобретает специфику в связи с тем, что в ткани не поступает кислород, и из них не удаляются продукты ферментативного распада.
Изменение свойств мяса происходит в определенной последовательности, и его качественные показатели на разных стадиях послеубойного хранения отличаются. Поэтому определение направлений использования мяса должно проводиться с учетом глубины и характера автолитических превращений.
Происходящие в мясе в послеубойный период биохимические процессы можно разделить на две основные группы:
1)изменение белковых веществ, обусловливающее изменение ВСС и консистенции мяса, т.е. его нежности;
2)изменение экстрактивных веществ, вызывающее образование и накопление продуктов, сообщающих мясу определенные вкус и аромат.
Некоторые неорганические экстрактивные и минеральные вещества оказывают определенное влияние на механические свойства белков мяса. одновременно изменение экстрактивных веществ связано не только с распадом углеводов мяса, но и с появлением и накоплением продуктов распада белков (свободных а/к и др).
В результате выдержки в течение определенного времени при низких положительных температурах мясо приходит в состояние зрелости, которое характеризуется более высокими пищевыми достоинствами. Созревшему мясу присущи нежная консистенция, сочность, приятный вкус и аромат.
В зависимости от времени, истекшего от убоя и изменений качественных показателей автолитические изменения разделяют на:
-посмертное окоченение;
-созревание.
Посмертное окоченение мяса
Мышечная ткань парного мяса расслаблена, обладает наибольшей влагоемкостью, имеет рН=6,8-7,2, не обладает выраженным вкусом и ароматом. Такое мясо нежное, но его кулинарные свойства далеки от оптимальных.
В первые часы после убоя животного в туше развивается послеубойное окоченение, начинающееся с мышц шеи. При этом мышцы становятся упругими и слегка укорачиваются. Способность такого мяса к набуханию очень низкая. Сроки полного развития окоченения различны и зависят от свойств мяса и от окружающей среды. При температуре 15-20 °С полное окоченение происходит через 3-5 ч после убоя животного, а при температуре 0-2 °С — через 18-24 ч для КРС, 4-18 ч для свиней. Развитие окоченения сопровождается увеличением жесткости на 25 % и сопротивления резанию в 2 раза. Такое мясо жесткое и после варки.
Степень изменения прочностных свойств мяса при окоченении будет более высокой при хранении мясных полутуш в неподвешенном состоянии, т. е. когда отсутствует влияние собственной массы туши. ВСС достигает минимума и ее величина на 25 % ниже. Во время развития окоченения развариваемость коллагена снижается, достигая минимума к моменту его наибольшего развития, а затем снова повышается. Такое мясо плохо переваривается пепсином и почти лишено присущих ему в вареном состоянии аромата и вкуса.
Посмертное окоченение мышц обусловлено развитием сложных ферментативных процессов:
1)распад гликогена;
2)распад АТФ и креатинфосфата;
3)ассоциация актина и миозина в актомиозиновый комплекс;
4)изменение гидратации мышц.
1) Гликолитические процессы включают гликолиз и амилолиз. На ранних стадиях автолиза протекает гликогенолиз, в результате которого происходит накопление молочной, пировиноградной и фосфорной кислот. Это приводит к смещению рН до 5,4-5,8 через 24 ч при 4 °С. Величина рН приближается к изоточке белков мышечного волокна. Сдвиг реакции в кислую сторону оказывает тормозящее действие на развитие гнилостных м/о.
Содержание молочной кислоты, рН - важные показатели, от которых зависят стойкость при хранении, ВСС, уровень потерь воды, количество мясного сока, выделяющегося при размораживании. При снижении рН создаются благоприятные условия для действия мышечных катепсинов, участвующих в развитии последующего процесса созревания.
На конечную величину рН влияет степень утомленности животного перед убоем. При утомлении и истощении животных задолго перед убоем снижается содержание гликогена в мышцах и количество молочной кислоты. Конечная величина рН=6,4-6,6 через сутки после убоя. При утомлении и истощении животных перед убоем происходит переокисление мышц гликогенолизом. В результате рН в пределах 60 мин после убоя снижается до 5,2-5,5.
В измельченном мясе гликогенолиз идет быстрее, т.к. клетки разрушаются и ферменты высвобождаются.
Установлено, что высокая скорость послеубойных изменений величины рН играет основную роль в формировании конечной нежности.
На первых минутах после убоя, когда в мясе еще есть кислород, происходит аэробный распад углеводов, сопровождающийся некото¬рым повышением температуры в туше. Анаэробный гликолиз является источником АТФ и креатинфосфата, и носит название фосфоролиза.
Амилолиз – распад гликогена до глюкозы под действием гликозидаз (мальтазы, ?-амилаза). Амилолизу подвергается около 0,1 части гликогена. После 24 ч распад гликогена идет только амилолизным путем. Добавление к измельченному мясу 3 % соли приводит к более интенсивному амилолизу, т.к. соль – активатор амилазы.
2) Распад АТФ и креатинфосфата играют важную роль в автолитических процессах. Под влиянием АДФ и св. неорг. фосфата химическая энергия превращается в механическую энергию мышечного сокращения.
В разных мышцах содержится неодинаковое количество креатинфосфата. В наибольшем количестве он содержится в мышцах, выполняющих при жизни большую физическую нагрузку. Сразу после убоя до появления первых признаков окоченения происходит быстрый распад креатинфосфата.
АТФ непрерывно синтезируется в процессе гликолиза в количестве 1,5 моля на моль образующейся молочной кислоты. Однако этот синтез уравновешивается расщеплением АТФ миозином. Поэтому при наличии в тканях резервов гликогена не может произойти полный распад АТФ и мышцы не переходят в состояние полного окоченения. При высоком содержании гликогена в мышцах распад АТФ задерживается из-за большой продолжительности гликолитического цикла, и, следовательно, задерживается развитие окоченения.
3) Образование актомиозинового комплекса. После убоя происходит резкое снижение экстарируемого количества миозина в течение суток хранения мяса. Непосредственно после убоя при достаточно высоком содержании АТФ актин находится в глобулярной форме и не связан с миозином. При этом волокна мышечной ткани расслаблены, присутствует большое количество гидрофильных центров и высокая ВСС.
Сдвиг рН в кислую сторону ведет к изменению проницаемости мембран миофибрилл и ионы Ca выделяются из цистерн саркоплазматического ретикулума. Они увеличивают АТФ-азную активность миозина; глобулярный актин переходит в фибриллярный; энергия распада АТФ инициирует взаимодействие миозина с Ф-актином с образованием актомиозинового комплекса. Происходит сокращение. Результатом сокращения является нарастание жесткости, снижение эластичности и ВСС. Развитие посмертного окоченения сопровождается изменениями миофибрилл, уменьшением длины и увеличением толщины саркомеров. Отдельные волокна мышечной ткани переходят в состояние посмертного окоченения, что обусловлено различной локализацией ферментов.
5) Изменение гидратации мышц. После убоя животного мышцы находятся в состоянии очень высокой степени гидратации. В процессе развития посмертного окоченения происходит сильное изменение гидратации, что определяет направление переработки и оказывает влияние на его жесткость. Мясо с минимальной гидратацией обладает наибольшей жесткостью. В окоченевшем состоянии содержание в мясе прочносвязанной влаги сокращается. Снижение ВСС мышечной ткани в течение первых суток после убоя обусловлено снижением рН и образованием актомиозина. Оно вызывает снижение выхода при тепловой обработке мяса.
Развитие посмертного окоченения у разных видов животных и разных мускулов одного животного отличается из-за различного содержания гликогена, АТФ, креатинфосфата, начальной и конечной величине рН. Это обусловливает различие в продолжительности развития окоченения и зависит от функций мускулов.
Во время окоченения происходит изменение структурных элементов мышечной ткани. После убоя животного мышечные волокна прямые или с незначительной волокнистостью. При появлении первых признаков окоченения обнаруживаются многочисленные участки деформированных мышечных волокон и прилегающей к ним соединительной ткани. Потом деформация постепенно исчезает. При дальнейшем хранении обнаруживаются признаки разрушения структуры саркоплазмы. Все это свидетельствует о начале процесса созревания. При разрешении окоченения происходит удлинение изотропных дисков. Саркомеры миофибрилл удлиняются до первоначальной величины и сокращаются в диаметре.
Созревание мяса
Это совокупность изменений свойств мяса, обусловленных развитием автолиза, в результате которых мясо приобретает хорошо выраженные аромат и вкус, становится мягким и сочным, более влагоемким и доступным пищеварительным ферментам по сравнению с мясом в состоянии посмертного окоченения. При созревании изменяется состав и состояние основных компонентов мяса, начинается частичная диссоциация актомиозина и переход его в расслабленное состояние. Увеличение нежности обусловлено изменением структуры миофибрилл.
Значительное снижение жесткости мяса при низких положительных температурах достигается между 48-72 ч после убоя. При распаде актомиозина увеличивается число гидрофильных центров миофибриллярных белков, что обусловливает рост ВСС мышечной ткани. После 6 дней выдержки она достигает 85-87 % ВСС парного мяса и в дальнейшем не изменяется.
Происходящее при созревании дальнейшее размягчение обусловлено разрушением структурных элементов мышечного волокна под влиянием протеолитических ферментов (катепсинов, липаз, коллагеназ лизосом). Оптимум рН для всех лизосомальных ферментов 4,5-5,0. Под их воздействием наиболее заметным изменениям подвергаются белки саркоплазмы. Вместе с тем ограниченному протеолизу подвергаются и миофибриллярные белки. Расщепление небольшого количества пептидных связей в этих белках достаточно для разрыхления структур и увеличения нежности мяса. В изменении нежности важную роль играет количество и состояние компонентов соединительной ткани. В состоянии посмертного окоченения белки соединительной ткани коллаген, эластин и основное вещество становятся менее лабильными, чем после убоя, лабильности возрастает при созревании. Это в значительной степени обусловливает гидротермическую устойчивость коллагена. Чем более лабильно основное вещество, тем легче разваривается коллаген.
В процессе созревания различные компоненты мяса претерпевают неодинаковую степень превращений, влияющих на нежность мяса. Поэтому при равных условиях созревание различных отрубов одного и того же животного, а также одинаковых отрубов различных животных оказывается различным. Мясо с большим содержанием соединительной ткани требует длительного срока созревания.
Созревание мяса молодых жив-ых протекает быстрее, чем старых. В мышцах молодняка более интенсивны процесса прижизненного метаболизма и более высокая концентрация гидролитических ферментов; высокая лабильность соединительной ткани, поэтому более интенсивны превращения внутриволоконных соединительнотканных белков, что обусловливает повышение нежности мяса в более короткий срок. Схожие причины определяют более медленное созревание мяса быков по сравнению с мясом коров. Автолитические изменения в мясе больных и усталых жив-х менее глубоки и менее выражены, чем в мясе здоровых и отдохнувших.
При созревании одновременно с увеличением нежности улучшаются вкусовые и ароматические свойства мяса и полученного из него бульона существенным изменениям подвергаются экстрактивные вещества, от которых зависит аромат, вкус и др.
Важная роль в образовании вкуса принадлежит глютаминовой кислоте, обладающей, как и ее соли глютаминаты, вкусом мясного бульона. Глютаминовая кислота образуется при дезаминировании ее амида глютамина как в процессе созревания так и в процессе варки. В течение всего срока хранения при положительных температурах в мышечной массе происходит увеличение аммиачного азота за счет дезаминирования глютаминовой кислоты и глютамина.
В образовании аромата участвуют молочная, глютаминовая кислоты, летучие соединения (муравьиная, уксусная, пропионовая кислоты, ацетальдегид, кетоны), а также свободные а/к – валин, лизин, серин и др. Например, при распаде метионина образуется метиональ, обладающий вкусом и ароматом вареного мяса.
В процессе созревания в мясе увеличивается содержание свободных а/к гистидина, аспарагиновой к-ты, глицина, треонина, тирозина и др, моносахаридов глюкозы, рибозы, галактозы.
Изменение белковых веществ, вкусовых и ароматических свойств мяса при созревании, а также расшатывание белковых систем под действием тканевых ферментов делают мясо более доступным действию пищеварительных ферментов. Поэтому созревшее мясо лучше переваривается и усваивается. Каждое из свойств мяса достигает оптимума в разные сроки, поэтому в практике для различных направлений использования мяса рекомедуются различные сроки созревания. Более продолжительные сроки рекомендуются 10-14 сут при использовании мяса для производства натуральных полуфабрикатов. Продолжительность выдержки может быть сокращена до 1-2 сут, если переработка мяса предполагает на первых этапах автолитический процесс (посол при производстве цельномышечных и колбасных изделий). Если ферментативные процессы приостанавливаются в самом начале переработки при производстве консервов или же полуфабрикатов или реализации, то рекомендуемая выдержка – 5-7 сут.
Ускоренные способы созревания
1.предупреждение или торможение развития окоченения:
-адринализация убойного скота. Вызывает интенсивный распад гликогена, что приводит к сохранению после убоя высокого рН. Отсюда невозможность образования актомиозинового комплекса.
-демотация убойного скота – исключение движения животного перед убоем. Вводится демотин, что усиляет окислительные процессы ускоряя гликогенолиз при жизни.
2.ускорение развития окоченения:
-выдержка туш в камере с относительной влажности воздуха 90 % и температурой 37 °С, затем туши охлаждают до 1 °С.
-быстрый прогрев токами высокой частоты – завершение окоченения через 4 часа.
Ускорение процесса созревания:
1) повышение температуры. Идентичный результат созревания и нежности мяса (говядина) может быть достигнут при следующих параметрах выдержки:
- при 0 °С - за 10 суток
- при 10 °С - за 4 суток
- при 20 °С - за 1,5 суток.
Однако повышение температуры - опасность развития психрофильных м/о. Поэтому используют УФ, либо вводят в мясо антибиотики.
2) введение минеральных добавок. Ca и Mg сократят сроки созревания и увеличат нежность. Введение полифосфатов увеличивает рН мяса, что способствует повышению гидратации.
3)применение ферментных препаратов.
-растительного происхождения (фицин, папаин). По специфике действия напоминают пепсин (гидрол-ет пептидные связи). Обладают еще и коллагеназной активностью.
-микробного происхождения (грибная амилаза, биопраза и др). Не обладают коллагеназной активностью.
4)электростимуляция. Наложение электродов на различные части туши и подача тока импульсами длительностью 0,4 сек с перерывом 0,6 сек. Снижение энергии в виде АТФ за счет искусственного сокращения мышц: ускоряет созревание, повышает нежность, снижает вероятность развития "холодного сокращения" мышц и появления у сырья признаков PSE и DFD. При электростимуляции скорость гликолиза увеличивается 2-2,5 раза, интенсивный ферментативный распад мышечных волокон протекает на фоне их активного сокращения и физической деструкции под действием электрических импульсов, отмечается появление трещин в миофибриллах, имеет место дестабилизация структуры и частичный разрыв сшивок коллагена, что в совокупности обеспечивает выраженный эффект повышения нежности. Одновременно ослабление жесткости структуры увеличивает проницаемость мембран мышечной ткани, в результате чего скорость посола ускоряется в 1,2-1,3 раза. Самый используемый метод.
5)использование рассолов, содержащих молочнокислые бактерии типа Streptococcus diacetilactis, при подготовке говядины и свинины, предназначенных для производства соленых и штучных изделий. Продукты жизнедеятельности молочнокислых заквасок интенсифицируют процесс протеолиза, вызывают разрыхление коллагеновых пучков и их набухание, снижают жесткость сырья, способствуют накоплению свободных аминокислот и ароматоформирующих веществ.
6)шприцевание в парное сырьё 10% к массе мяса рассола и последующая выдержка при температуре 0-4 ?С обеспечивают существенное повышение нежности и уровня ВСС.
7)повышение нежности исходного сырья может быть достигнуто за счет механических способов его обработки. В частности, введение в мышечную ткань воды, газов, воздуха под давлением 1,8-2,2 х 10° Па позволяет значительно улучшить консистенцию (вследствие разрыхления структуры и разрывов грубых соединений) и цвет сырья.
Использование интенсивных способов механической обработки (тендеризация, тумблирование, массирование) обеспечивает:
- разволокнение структуры сырья;
- растяжение сокращающихся мышц;
- разрушение поверхностных слоев мышечных клеток, мембранных структур;
- набухание миофибриллярных белков;
- разрыв связей между актином и миозином;
- повышение активности катепсинов на. 12-20%. В результате возрастает адгезионная и ВСС мяса, повышается нежность сырья, ускоряются процессы автолитического характера.
