Биохимические процессы автолиза мышечной ткани курицы

Посмертное сокращение отличается от прижизненного и в  другом отношении. После одиночного прижизненного сокращения, когда ионы кальция выводятся из сферы реакций сокращения, нити актина легко скользят относительно нитей миозина под действием небольших напряжений. Это обусловлено пластифицирующим действием Мg • АТФ, который препятствует образованию поперечных связей между нитями актина и миозина. При окоченении, когда АТФ практически отсутствует Мg • АТФ нет. Поэтому образуются поперечные связи. Мышца становится жесткой и нерастяжимой. Попытки растянуть ее приводят к разрыву волокон.

После разрешения посмертного  окоченения, как показали гистологические исследования, большинство волокон расслаблено. Причины этого расслабления еще недостаточно ясны. Но, во всяком случае, расслаблению должно предшествовать ослабление поперечных связей между актином и миозином, возникающих при окоченении.

Полной диссоциации  актомиозина на актин и миозин ни после разрешения окоченения, ни в дальнейшем не происходит.

Были обнаружены обратимые  изменений прочности связи между углеводным и белковым компонентами мукополисахаридбелковых комплексов соединительной ткани: количество прочносвязанного углеводного компонента возрастало с развитием окоченения и уменьшалось по мере его разрешение. Это может быть интерпретировано как доказательство изменения внутренней энергии структурных элементов соединительной ткани под действием напряжений, вызываемых сокращением волокна.

Снижение прочностных свойств тканей в период после разрешения окоченения в какой-то, но незначительной мере связано с продолжающимся расслаблением небольшой части мышечных волокон.. Возрастающее значение начинает приобретать распад белковых комплексов. Методом электронной микрографии было показано наличие фрагментации миофибрилл в грудном мускуле цыплят, хранившемся при 5° С, хотя при этом не было получено доказательств участия в этом протеолитических ферментов. Все же пока наиболее вероятной причиной распада миофибрилл представляется деятельность протеолитических ферментов мышечной ткани. Оптимум активности протеиназ мышечной ткани по одним данным находится при рН 3,8—4,5, по другим – они имеют два оптимума — при рН 3,8 и 4,8, причем активность в отношении белков мышечной ткани значительно выше при рН З,8. Считается возможным, что катепсины активны в пределах рН 5,4—6,8. Наиболее вероятной причиной слабой активности катепсинов в период посмертных изменений является их локализация в структурных элементах мышечного волокна. Их активность значительна выше в вытяжке из намельченной мышечной ткани. Существует несколько типов катепсинов: А, В, С, D, E. Каждый отличается рН-активностью, специфичностью. А, В и С сходны с действием трипсина, пепсина и химотрипсина, D, Е сходны с амино- и карбоксипептидазами и дипептидазами:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Достаточно определенных данных о количественных изменениях свободных аминокислот при автолизе мышечной ткани нет. Это вполне естественно, так как результаты исследований зависят от многих факторов: состояния животного перед убоем, метода исследования, изменений самих аминокислот в ходе автолиза. Анализ многих источников все же дает основание считать, что в ходе автолиза в существенно увеличивается количество свободных гистидина, аспарагиновой кислоты, глицина, треонина, тирозина, фенилаланина, лейцина, а также и других аминокислот, хотя и менее значительно.

Источником накопления свободных аминокислот могут быть природные пептиды мышечной ткани: карнозин, ансерин, глютатион. Но их распад приводит к появлению весьма ограниченного набора аминокислот. Поэтому основным источником появления свободных аминокислот следует считать гидролиз промежуточных продуктов белкового распада.

Агрегационные взаимодействия миофибриллярных белков при замораживании более интенсивны, чем при хранении мышц в условиях низких положительных температур. При замораживании и хранении мышц уменьшается извлекаемость белков актомиозинового комплекса, реактивность тиоловых групп миозина, резко уменьшается реактивность кислых и основных групп во всех белках, а также резко снижается водоудерживающая способность мышц. Основные изменения при замораживании обусловлены вымерзанием воды. Поскольку миозиновая АТФ-аза при замораживании ингибируется, значительного сокращения структур контрактильных белков за счет энергии АТФ при замораживании, по-видимому, не происходит.

1.3.4.1. Гниение

Гнилостные бактерии (putrefactive bacteria) [греч. Bacterion — палочка] — бактерии, развивающиеся на мертвом органическом веществе и участвующие в процессе гниения. Гнилостные бактерии являются анаэробами или факультативными анаэробами, обладающими мощными протеолитическими ферментами, с помощью которых они расщепляют белки на полипептиды и аминокислоты, подвергаемые затем дезаминированию или декарбоксилированию (напр., бактерии родов Bacillus и Pseudomonas). Гнилостные бактерии вызывают порчу продуктов питания. Один из способов предохранения от них – замораживание. Однако спороносные, галофильные и психрофильные формы гнилостных бактерий способны вызывать порчу даже замороженных продуктов.

Гниением называется разложение белков и их производных, вызываемое микроорганизмами. Наиболее ранним признаком бактериальной порчи является появление слизи на поверхности мышечной ткани. Гнилостная порча вызывает изменение запаха.

Ферменты гнилостных бактерий и плесневых грибов, катализирующие превращения белков, называются протеазами, или протеолитическими ферментами. К ним относятся пепсин, разлагающий белки до более простых соединений – пептонов, трипсин, продолжающий распад белков до аминокислот.

Ферменты, катализирующие гидролиз углеводов, относятся к  карбогидразам. В эту группу входят амилаза, мальтаза, сахараза, лактаза.

Жиры расщепляются липолитическими  ферментами (липазами). Липазы разлагают жиры на глицерин и жирные кислоты. Эти ферменты вырабатываются некоторыми бактериями и плесенями.

Клетки микроорганизмов непроницаемы для белков. Микроорганизмы выделяют во внешнюю среду протеолитические ферменты, которые вызывают гидролитический распад белков мышечной ткани. Гнилостный распад белковых веществ, вызываемый ферментными системами микроорганизмов, может протекать различно в зависимости от свойств разлагающихся белков, внешних условий и вида микроорганизмов. При гниении белков вначале образуются белковые фрагменты, более мелкие полипептиды и свободные аминокислоты. Микроорганизмы усваивают продукты распада белков и быстро подвергают их дальнейшим превращениям. Превращение продуктов распада белков происходит через промежуточные вещества с образованием конечных дурнопахнущих и ядовитых продуктов гниения: аммиака, сероводорода, скатола, индола, крезола, фенола, меркаптанов и т. п. Постепенно и непрерывно накапливаются летучие жирные кислоты, выделяется и накапливается СО₂.

Гнилостные бактерии, выделяющие протеолитические ферменты, действуют в щелочной среде, а так как мышечная ткань имеет кислую реакцию, они развиваются в ней медленно. Поэтому от утомленных, больных или возбужденных перед убоем птиц, содержащих в мышечной ткани мало гликогена, получается ткань, нестойкая при хранении, так как рН е через сутки после убоя больше 6,0.

Разложение, как правило, начинается с поверхности. Плесени выделяют ферменты, действующие в кислой среде. В результате их деятельности накапливаются аммиак и органические основания, которые сдвигают рН в щелочную сторону, создаются условия, благоприятные для развития гнилостных бактерий, действующих в щелочной среде.

Химические процессы, происходящие при гниении, многообразны. Ниже приводятся пути образования некоторых главных продуктов гниения. Аммиак и оксикислоты образуются при гидролитическом дезаминировании:

 

 

 

 

 

NH₃ и летучие жирные кислоты образуются при восстановительном дезаминировании под действием ферментов анаэробных бактерий:

 

 

 

 

 

 

Таким образом, дезаминирование аминокислот под воздействием ферментов микроорганизмов приводит к образованию аммиака, жирных кислот, кетокислот и оксикислот, причем некоторые кетокислоты и оксикислоты могут претерпевать дальнейшие превращения. Так, кетокислоты при каталитическом действии декарбоксилаз превращаются в альдегиды и углекислый газ:

 

 

 

 

 

 

Оксикислоты— в спирт и углекислый газ:

 

 

 

 

 

 

 

 

Амины образуются в результате декарбоксилирования аминокислот:

 

 

 

 

 

Многие амины даже в очень малых количествах обладают сильным фармакологическим действием, например кадаверин, образующийся при декарбоксилировании лизина.

Из аминокислот тирозина и триптофана в результате дезаминирования и декарбоксилирования образуются крезол, фенол, скатол, индол— дурно пахнущие и ядовитые вещества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В процессе гниения из аминокислот, содержащих серу, выделяются сероводород и аммиак и образуются меркаптаны. Например:

 

 

 

 

 

 

Из липидной части липопротеидов в результате ряда превращений лецитина образуется холин, в процессе гниения которого может образоваться окись триметиламина, обладающая рыбным запахом.

 

1.5. Влияние  хранения при низких температурах на содержание ФТА в мышечной ткани курицы

Во время замораживания  и хранения мышечной ткани наблюдаются изменения в углеводной системе: уменьшается количество гликогена и увеличивается количество глюкозы и молочной кислоты. При быстром замораживании процесс накопления глюкозы и молочной кислоты протекает длительнее, чем при медленном замораживании.

Замораживание и хранение вызывают значительные изменения в составе фосфорных соединений: содержание органического фосфора уменьшается, а неорганического нарастает. Накопление кислот обусловливает понижение рН. При медленном замораживании все процессы развиваются интенсивнее.

По данным Матрозовой С.И. содержание аминоазота в мышечной ткани курицы в первые сутки составляло 80 мг%, на тридцатые сутки хранения при

-25 ⁰С содержание аминоазота составляло 105 мг%, на шестидесятые сутки – 120 мг%. За первый месяц количество аминоазота увеличилось на 25 мг%, а за второй месяц – на 15 мг%, т.е. при хранении в быстро замороженной мышечной ткани химические реакции протекают интенсивнее, чем в ткани, медленно замороженной, так как при медленном замораживании значительная часть соединений, способных подвергаться ферментативному распаду в течении первых 30 суток, бывает уже израсходована [13].

Поэтому обычно в процессе хранения замороженной  мышечной ткани довольно длительный период не наблюдается значительного накопления аминного азота и аммиака.

Не смотря на то, что  при низких температурах скорость ферментативных реакций очень невелика, влияние ферментов микроорганизмов не исключается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Экспериментальная  часть

Исследуемый материал:

Тушка цыпленка – бройлера I категории

Производитель: ОАО ТПК  «Балтптицепром», г. Калининград

Масса потрошеной тушки: 1,388 кг

Убой: 8.10.12 г. около 7.00 утра

Возраст птицы: 40 дней

В 100 г содержится:

• Белок – не менее 16 г
• Жиры – 14 г
• Энергетическая ценность = 190 ккал

Проведение исследования:

1. Охлажденная голень  курицы, хранившаяся 30 часов

2. Мышечная ткань курицы, хранившаяся 30 суток при – 25 ⁰С

3. Мышечная ткань курицы, хранившаяся 60 суток при – 25 ⁰С

2.1. Определение  аминоазота формольным титрованием

1. Мышечную ткань измельчить в гомогенизаторе, взвесить 10г, с записью до второго знака, в колбе на 100мл. Залить водой на 2/3колбы дистиллированной водой и дать отстоятся в течение 20 мин.
2. Колбу поставить в кипящую водяную баню и нагревать в течение 15 мин. После колбу остудить, довести дистиллированной водой до метки, перемешать и отфильтровать через складчатый фильтр.
3. В колбу №1 на 150 мл налить 10 мл полученного фильтра (опыт), в колбу №2 налить такое же количество свежекипяченой охлажденной дистиллированной воды (контроль). В обе колбы добавить по 3 капли фенолфталеина; нейтрализуем контроль щелочью или кислотой до слабо-розового цвета, то же самое проделываем с опытом.
4. В обе колбы добавляем по 10 мл формольной смеси и титруем гидроксилом натрия контрольную колбу до ярко-розового цвета. Записываем значение гидроксила натрия, пошедшего на титрование. После титруем колбу №1 (опыт) то же до ярко-розового цвета и записываем значение гидроксила натрия, пошедшего на титрование. После проверяем, чтобы количества растворов в колбах были одинаковыми, если в колбе №1 больше, то в колбу №2 доливается дистиллированная вода.
5. В колбу с контролем добавляем еще 2 капли гидроксила натрия, чтобы раствор окрасился до интенсивно красного цвета. Записываем значение гидроксила натрия, пошедшего на титрование. То же самое проделываем с колбой №1 (опыт). Записываем значение гидроксила натрия, пошедшего на титрование.