Созревание мяса. Влияние прижизненных факторов на качество мяса

 

 

 

 

 «Созревание мяса. Влияние прижизненных факторов на качество мяса»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Созревание мяса………………………………………………………...….......3

2. Принципы и способы интенсификации созревания и улучшения консистенции мяса………………………………………………………………..8

2.1. Физические способы…………………………………………………………8

2.2. Химические способы……………………………………………………..…10

2.3. Механические способы…………………………………………………..…12

2.4. Биологические способы…………………………………………………….13

3. Прижизненные факторы, определяющие качество мяса…………………...13

3.1. Видовые особенности  мяса……………………………………………...…13

3.2. Влияние пола и  возраста……………………………………………………15

3.3. Влияние упитанности…………………………………………………….…18

 

 

 

1. Созревание мяса.

Созревание мяса представляет собой  совокупность сложных биохимических процессов в мышечной ткани и изменений физико-коллоидной структуры белка, протекающих под действием его собственных ферментов. 
Процессы, происходящие в мышечной ткани после убоя животного, можно условно подразделить на три следующие фазы: послеубойное окоченение, созревание и автолиз. 
Послеубойное окоченение в туше развивается в первые часы после убоя животного При этом мышцы становятся упругими и слегка укорачиваются Это значительно увеличивает их жесткость и сопротивление на разрезе. 
Способность такого мяса к набуханию очень низкая. При температуре 15—20"С полное окоченение происходит через 3—5 ч после убоя животного, а при температуре 0—2°С—через 18—20 ч. 
Процесс послеубойного окоченения сопровождается некоторым повышением температуры в туше в результате выделения тепла, которое образуется от протекающих в тканях химических реакций. Окоченение мышечной ткани, наблюдающееся в первые часы и сутки после убоя животных, обусловлено образованием из белков актина и миозина нерастворимого актомиозинового комплекса. Предпосылкой его образования являются отсутствие аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), кислая среда мяса и накопление в нем молочной кислоты. Биохимические изменения в мясе создают эти предпосылки. 
Уменьшение и полное исчезновение АТФ связано с ее распадом в результате ферментативного действия миозина. Распад АТФ до аденозиндифосфорной (АДФ, аденозинмонофосфорной (АМФ) и фосфорной кислот сам по себе приводит к появлению кислой среды в мясе. Более того, уже в этой фазе начинается распад мышечного гликогена, что приводит к накоплению молочной кислоты, так же способствующей образованию в нем кислой среды. 
Кислая среда, которая является закономерным явлением распада АТФ и началом необратимого процесса гликолиза (распада мышечного гликогена), усиливает мышечное окоченение. Замечено, что мышцы животных, погибших при явлениях судорог, окоченевают быстрее. Окоченение без накопления молочной кислоты характеризуется слабым мышечным напряжением и быстрым разрешением процесса. 
Однако уже задолго до завершения фазы окоченения в мясе развиваются процессы, связанные с фазами его собственного созревания и автолиза. 
Ведущими для них являются два процесса — интенсивный распад мышечного гликогена, приводящий к резкому сдвигу величины рН мяса в кислую сторону, а также некоторые изменения химического состава и физико-коллоидной структуры белков. 
В связи с тем что мышцы мяса кислорода не получают и окислительные процессы в них заторможены, в мясе накапливаются избытки молочной и фосфорной кислоты. Так, например, при мышечном утомлении организма (при его жизни) достигается максимум 0,25% молочной кислоты, а при посмертном окоченении ее накопляется до 0,82%. Активная реакция среды (рН) при этом изменяется от 7,26 до 6,02. От накопления молочной кислоты наступает быстрое сокращение (окоченение) мускулатуры, сопровождающееся коагуляцией белка (Саксль). При этом актомиозин теряет свою растворимость, белки стабилизируются, а кальций выпадает из коллоидов белка и переходит в раствор (мясной сок). Вследствие избыточного содержания молочной кислоты вначале наступает набухание коллоидоанизотропного вещества (темного диска) мышечных волокон (оно сопровождается укорочением— окоченением мышц); затем по мере увеличения концентрации молочной кислоты и коагуляции белка происходит размягчение этого вещества. Свернувшиеся белки теряют свои коллоидные свойства, становятся неспособными связывать (удерживать) воду и в известной степени лишаются своей дисперсной среды (воды): вместо первоначального разбухания наступает сморщивание (съеживание) коллоидов клеток, и мышцы становятся мягкими (разрешение окоченения). 
В результате накопления молочной, фосфорной и других кислот в мясе увеличивается концентрация водородных ионов, вследствие чего к концу суток рН снижается до 5,8—5,7 (и даже ниже). 
В кислой среде при распаде АТФ, АДФ, АМФ и фосфорной кислоты происходит частичное накопление неорганического фосфора. Резко кислая среда и наличие неорганического фосфора считается причиной диссоциации актомиозинового комплекса на актин и миозин. Распад этого комплекса снимает явления окоченения и жесткости мяса. Следовательно, фазу окоченения от других фаз 
обособить нельзя и ее необходимо считать одним из этапов процесса созревания мяса. 
Кислая среда сама по себе действует бактериостатически и даже бактерицидно, а поэтому при сдвиге рН в кислую сторону в мясе создаются неблагоприятные условия для развития микроорганизмов. 
Наконец, кислая среда приводит к некоторым изменениям химического состава и физико-коллоидной структуры белков. Она изменяет проницаемость мышечных оболочек и степень дисперсности белков. Кислоты вступают во взаимодействие с протеинатами кальция и кальций отщепляют от белков. Переход кальция в экстракт ведет к уменьшению дисперсности белков, в результате чего теряется часть гидратно связанной воды. Поэтому из созревшего мяса центрифугированием можно частично отделить мясной сок. Высвободившаяся гидратносвязанная вода, воздействие протеолитических ферментов и кислая среда создают условия разрыхления сарколеммы мышечных волокон, и в первую очередь разрыхления и набухания коллагена. Это в значительной степени способствует изменению консистенции мяса и более выраженной его сочности. Очевидно, с набуханием коллагена, а затем частичной отдачей влаги с поверхности туши в окружающую среду следует связывать образование на ее поверхности корочки подсыхания. Фаза собственного созревания во многом определяет интенсивность течения физико-коллоидных процессов и микроструктурных изменений мышечных волокон, которые бывают в фазе автолиза. Автолиз при созревании мяса понижают в широком смысле слова и связывают его не только с распадом белков, но и с процессом распада любых составных частей клеток. В связи с этим процессы, происходящие в фазе собственного созревания, невозможно отделить или обособить от таковых при автолизе. Тем не менее в результате комплекса причин (действие протеолитических ферментов, резко кислая среда, продукты автолитического распада небелковых веществ и др.) происходит автолитический распад мышечных волокон на отдельные сегменты. 
Созревание мяса совершается в течение 24—72 часов при температуре +4°. Однако не всегда удастся выдерживать мясо при +4°. Иногда приходится хранить его в обычных условиях (не в остывочных) при температуре +6—8° и выше; при повышенной температуре процессы посмертного окоченения и разрешения мышц протекают быстрее. Скорость созревания мяса зависит также от вида и состояния здоровья убитого животного, его упитанности и возраста; но эти вопросы требуют дальнейшего наблюдения и изучения. 
При созревании мяса происходит расщепление некоторых нуклеидов (азотистых экстрактивных веществ). Образуются летучие вещества, эфиры и альдегиды, придающие аромат мясу. Появляются адениловая и инозиновая кислоты, аденин, ксантин, гипоксантин, от которых и зависят вкусовые качества мяса. Меняется реакция среды мяса в сторону кислотности (рН 6,2—5,8). Это способствует набуханию коллоидов протоплазмы, благодаря чему мясо приобретает мягкость, нежность и хорошо поддается кулинарной обработке. 
Мясо такого качества получается через 1—3 суток его хранения при температуре от 4 до 12° (в зависимости от возможностей предприятий). 
На первом этапе этого процесса обнаруживается сегментация в отдельных мышечных волокнах при сохранении эндомизия волокон. При этом в сегментах сохраняется структура ядер, поперечная и продольная исчерченность. На втором этапе сегментации подвергаются большинство мышечных волокон. 
Как и на первом этапе, эндомизий волокон, а в сегментах структура ядер, поперечная и продольная исчерченность продолжают сохраняться. Наконец, на третьем этапе (фаза глубокого автолиза) обнаруживается распад сегментов на миофибриллы, а миофибрилл на саркомеры. 
Саркомеры при микроскопии срезов, сделанных из такого мяса, просматриваются в виде зернистой массы, заключенной в эндомизий. 
Морфологические и микроструктурные изменения в тканях также являются причиной размягчения и разрыхления мяса в процессе его созревания, благодаря чему пищеварительные соки более свободно проникают к саркоплазме, что улучшает ее переваримость. Необходимо отметить, что соединительнотканные белки при созревании мяса почти не подвергаются протеолитическим процессам. Поэтому при равных условиях созревания нежность различных отрубов мяса одного и того же животного, а также одинаковых отрубов различных животных оказывается неодинаковой; нежность мяса, содержащего много соединительной ткани, невелика, а мясо молодых животных нежнее, чем старых. 
В результате комплекса автолитических превращений различных компонентов мяса при его созревании образуются и накапливаются вещества, обусловливающие аромат и вкус созревшего мяса. Определенный вкус и аромат придают созревшему мясу азотсодержащие экстрактивные вещества — гипоксантин, креатин и креатинин, образующиеся при распаде АТФ, а также накапливающиеся свободные аминокислоты (глутаминовая кислота, аргинин, треонин, фенилаланин и др.). В образовании букета вкуса и аромата, по-видимому, участвуют пировиноградная и молочная кислоты. 
В настоящее время при 
помощи газовой хроматографии и масс-спектрометрического анализа установлено, что к соединениям, обусловливающим запах вареного мяса, относятся ацетальдегид, ацетон, мртилэтилкетон, метанол, метилмеркаптан, диметилсульфид, этилмеркаптан и др. 
При повышении температуры (до 30 °С), а также при длительной выдержке мяса (свыше 20—26 суток) в условиях низких плюсовых температур ферментативный процесс созревания заходит так глубоко, что в мясе заметно увеличивается количество продуктов распада белков в виде малых пептидов и свободных аминокислот. На этой стадии мясо приобретает коричневую окраску, в нем увеличивается количество аминного и аммиачного азота, происходит заметный гидролитический распад жиров, что резко снижает его товарные и пищевые качества. Биохимические процессы, происходящие при созревании в мясе больных животных, отличаются от биохимических процессов в мясе здоровых животных. 
При лихорадке и переутомлении энергетический процесс в организме повышен. Окислительные процессы в тканях усилены. Изменение углеводного обмена при болезнях и переутомлении характеризуется быстрой убылью гликогена в мускулатуре. Поэтому почти при всяком патологическом процессе в организме животного содержание гликогена в мышцах сокращается. Поскольку гликогена в мясе больных животных меньше, чем в мясе здоровых, то и количество продуктов распада гликогена (глюкозы, молочной кислоты и др.) в мясе больных животных незначительное. 
2. Принципы и способы интенсификации созревания и улучшения консистенции мяса

Для ускорения процесса созревания мяса, а также с целью повышения  нежности и уровня водосвязывающей  способности сырья, содержащего грубые мышечные волокна, значительное количество соединительной ткани и имеющего жесткую консистенцию, в практике мясного производства используют различные способы, которые условно подразделяют на физические, химические, механические, биологические. 

 

2.1. Физические способы

1. Воздействие на мясо повышенных  температур при хранении. Применение повышенных температур среды при выдержке мяса позволяет существенно сократить период созревания, однако следует иметь в виду, что использование этого способа сопровождается вероятностью микробиологической порчи сырья, в связи с чем возникает необходимость проведения процесса созревания в условиях воздействия Уф излучателей, либо с введением в мясо антибиотиков (лимонная кислота, окситетрациклин).

2. Воздействие на мясо высоких (в пределах 140-150 МПа) давлений сопровождается распадом актомиозинового комплекса на актин и миозин по механизму, аналогичному с процессом разрешения посмертного окоченения, что обеспечивает повышение нежности мяса.

3. Воздействие на мясо ультразвуковой вибрации (частота 15 кГц в течение 1-30 минут) приводит к нарушению целостности как мышечных волокон, так и элементов соединительной ткани.

4. Воздействие на мясо импульсов  .переменного электрического тока (электростимуляция) дает возможность в значительной степени ускорить процесс созревания, уменьшить вероятность развития холодного сокращения мышц, повысить нежность и сортность мяса. Проведение электростимуляции непосредственно после закалывания обеспечивает более полное обескровливание мяса. Электростимуляция приемлема для применения для всех видов скота, но наилучший эффект обеспечивает при обработке как туш, так и отдельных отрубов крупного рогатого скота. Осуществляют процесс путем накладывания электродов (плоские, игольчатые, полосовые, трубчатые) на различные части туши (путовая часть-рот животного, передняя и задняя конечности и т. п.) и подачи переменного тока напряжением от 40 до 2000 В импульсами, длительность которых 0,4 секунды, с перерывами между ними 0,6 секунд. Следует отметить, что при электростимуляции туши в шкуре требуется более высокое напряжение, чем для обработки отрубов.

Принцип электростимуляции  основан на уменьшении запасов энергии  в мышцах в виде АТФ посредством искусственно вызываемого сокращения мышц при воздействии электрических импульсов. При этом в 2-2,5 раза увеличивается скорость гликолиза, ускоряется начало наступления процесса окоченения, интенсифицируется ферментативный распад мышечных волокон. За счет энергии распада гликогена до молочной кислоты, накопление которой сдвигает рН мышечной ткани в кислую сторону, ускоряя наступление посмертного окоченения мышц. Благодаря быстрому снижению рН мяса при электростимуляции (рН достигает уровня 5,9-6,0 через 1-2 ч. после убоя) протеолитические ферменты активизируются при более высоких температурах туши, чем в обычных условиях. Активное сокращение мышц под действием электрических импульсов вызывает разрыв сшивок коллагена, физическую деструкцию мышечных волокон, что позволяет получить выраженный эффект повышения нежности.

Контролируют завершенность  процесса электростимуляции по изменению (снижению до минимума) величины рН. Наилучшая  эффективность обработки -при применении электростимуляции непосредственно после закалывания (не позже, чем через 1,5 часа после оглушения) пока нервная система животного в состоянии воспринимать электрические импульсы и вызывать сокращение мышц. Использование электростимуляции позволяет сократить продолжительность созревания говядины при 0-2 градусах до 5-7 суток.

2.2. Химические способы

Данные способы тендеризации основаны на введении в мясо под  давлением (2 - 7х105 Па) различных жидких и газообразных компонентов.

1. Введение в парное  мясо методом шприцевания воды (при 38 градусах) в количестве 1-3% к массе туши сопровождается повышением нежности мяса и увеличением уровня водосвязывающей способности в результате разрыва мышечных волокон и активации деятельности гидролитических ферментов.

2. Введение в парное  мясо водных растворов хлорида натрия низких концентраций (около 0,9% NaCI) -задерживает образование актомиозинового комплекса, тормозит развитие посмертного окоченения.

3. Введение в парное  мясо водных растворов триполифосфатов  и их смеси с хлоридом натрия  способствует существенному повышению как нежности мяса, так и его водосвязывающей способности.

4. Введение в мышечную  ткань газов (воздуха, смеси  N^, C02 и СО) под давлением 2,1х105 Па  обеспечивает повышение нежности (вследствие разрывов грубых соединений, разрыхления мяса) и улучшает цвет сырья.

2.3. Механические способы

Предназначены для обработки  как парного, так и охлажденного низкосортного сырья и основаны на разрыхлении морфологических  элементов мяса.

1. Накалывание и отбивание  мяса на различного рода устройствах обеспечивает растяжение сокращающихся мышц, разрушение поверхностного слоя клеток, мембранных структур, разволокнение элементов мяса.

2. Массированно и тумблирование  (в условиях окружающей среды,  повышенных температур, в присутствии  рассолов, с применением вакуума) могут вызывать различную степень изменения свойств сырья.

В начальных стадиях  массирования и тумблирования основные изменения относятся к состоянию  мышечной ткани: она разволокняется, идет разрушение мембран, набухание  миофибриллярных белков, нарушение связей между актином и миозином. Нежность и водосвязывающая способность мяса на этой стадии повышается незначительно и технологический эффект похож на поверхностную тендеризацию. При увеличении продолжительности механической обработки мышечные волокна набухают по всей толщине куска с образованием мелкозернистой белковой массы в областях нарушений структуры мышечных волокон, водосвязывающая способность и нежность увеличиваются.  Для оптимальной стадии тендеризации характерно наличие участков множественной деструкции миофибрилл и увеличение числа свободных связей, способных удержать дополнительное количество влаги. Мясо с относительно мягкой консистенцией (свинина, птица) предпочтительно обрабатывать в массажерах; жесткое мясо (говядина, баранина) - в тумблерах, где более выражено проявляется эффект ударного воздействия.  Эффективность массирования и тумблирования зависит от типа установки, конструкции ёмкости, частоты её вращения, объёма загрузки, состояния и структуры сырья, размеров кусков и других факторов.

К недостаткам механических способов обработки следует отнести  большую вероятность микробиологической обсемененности и возможные потери при тепловой обработке. С целью  увеличения выхода изделий, приготовленных из сырья, подвергнутого механической тендеризации, следует применять его совместно с изолятами соевых белков.

2.4. Биологические способы

Основаны на обработке  сырья протеолитическими ферментными  препаратами микробного (теризин, субтилизин, оризин, протосубтилин, мезентерии и  др.), растительного (фицин, бромелин, папаин) или животного (трипсин, пепсин, химотрипсин) происхождения, проявляющих активность в диапазоне рН среды 3,9-9,0. Действие ферментов основано на гидролизе пептидных связей мышечных белков, размягчении грубых волокон и соединительной ткани, что обеспечивает существенное повышение нежности мяса, улучшает органолептические показатели и выход готовой продукции. Активность ферментов и полученный эффект тендеризации зависят от вида используемого сырья и препарата, температуры и рН среды, наличия солей, продолжительности воздействия, концентрации фермента. Максимальная активность проявляется у трипсина при рН 6,0, у химотрипсина при рН 7-9, у пепсина при рН 2,0.

Увеличение температуры  до 40-60 градусов резко активизирует ферменты растительного происхождения. Для ферментов животного и микробного происхождения оптимум действия 40-50 градусов. В зависимости от вида фермента количество вводимых препаратов составляет 0,0005-0,002% к массе мяса.

3. Прижизненные  факторы определяющие качество мяса

3.1. Видовые особенности мяса. Мясо различных продуктивных животных и птиц неодинаково по составу. В табл. 1 приведены данные, характеризующие основной химический состав мяса животных и птиц различной степени откорма.

Таблица 1 –химический состав мяса

 

 

 

 

Вид мяса	Химический состав, %
	белок	жир	Зола	вода
Говядина	15,6-21,1	3,8-22,9	0,8-1,1	58,5-74,0
Баранина	13,3-20,9	8,9-35,1	0,7-1,0	48,6-72,2
Свинина	15,1-20,1	6,3-35,0	0,8-0,9	49,0-72,3
Куриное	18,5-21,5	9,3-22,5	0,9-1,1	58,4-68,3
Гусиное	15,9-16,5	29,0-45,6	0,8-1,1	38,0-53,4
Утиное	17,8-18,5	19-33,6	1,0-1,1	48,2-61,2

 

 

 

 

 

 

 

Мясо птиц неоднородно. Это особенно ясно выражено у кур  и индеек, у которых в грудной  части мясо светлое (белое), а на других участках красное (темное). Различие в составе темного и белого мяса кур отражено в табл. 2.

Таблица 2-Разница в составе темного и светлого мяса кур.

Составные части	Содержание в мясе, %
	темном	белом
Белок	19,8-23,1	21,8-23,5
Жир	1,4-3,0	0,2-1,0
Зола	1,2-1,5	1,2-1,3
Креатин	0,64-0,83	1,01-1,10
Миоглобин	0,4-0,7	0,05-0,08
Вода	71,2-75,9	73,3-75,7

Имеются также небольшие  различия в аминокислотном составе  белков темного и белого мяса, в  частности в темном мясе больше аргинина и фенилаланина. Виды мяса отличаются содержанием и составом экстрактивных веществ, которые определяют специфичность их вкуса. Например, в свежей говядине обнаружено больше гистамина, чем в свинине. Говядина и баранина перевариваются и усваиваются почти одинаково. Свинина задерживается в желудке дольше и поэтому имеет более высокий коэффициент использования в анаболизме (в сравнении с говядиной на 15%). По устойчивости к действию трипсина различные виды мяса располагаются в следующем (убывающем) порядке: баранина, говядина, свинина. Свиной жир лучше усваивается и содержит больше полиненасыщенных кислот, чем говяжий и бараний. Благодаря этому промышленное значение свинины определяется содержанием как мышечной, так и жировой тканей. Мясо птицы содержит меньше коллагена и эластина, чем мясо животных, поэтому оно легче переваривается. По этой же причине лучше переваривается белое мясо птицы, чем темное. В жире птицы больше полиненасыщенных кислот, чем в жире животных. В целом мясо продуктивной птицы обладает более высокой пищевой ценностью, чем мясо продуктивных животных.

3.2. Влияние пола и возраста

Пол животных влияет на химический состав мышечной ткани. Например, состав длиннейшего спинного мускула крупного рогатого скота [133] одинаковой породы, возраста и упитанности, но разного  пола имеет следующие различия (табл. 3).