Эластиновые волокна, 3 – клетки.

Основу структуры коллагеновых волокон составляют элемен­тарные волоконца, образованные протофибриллами диаметром около 0,05 мкм, которые составляют фибриллы с поперечником 0,3...0,5 мкм. Из фибрилл образованы первичные волокна (попе­речник около 10 мкм), а затем сложные волокна — пучки, по­крытые тончайшей оболочкой. В пучках фибриллы связаны аморфным веществом, растворяющимся в щелочах и разрушаю щимся под действием протеолитических ферментов. Коллаге­новые волокна содержат около 37 % сухого остатка, в составе которого до 35 % органических веществ, преимущественно кол­лагена.

В отличие от коллагеновых волокон эластиновые обладают микроскопически однородной структурой. Однако под действи­ем эластазы они распадаются на фибриллы. Их толщина различ­на: некоторые едва видны под микроскопом, другие по размеру приближаются к коллагеновым волокнам средней величины. Прочность эластиновых волокон меньше прочности коллагено­вых: их сопротивление на разрыв 100...200 МПа. В составе эла­стиновых волокон около 42 % сухого остатка, из которого 0,2 % приходятся на долю минеральных веществ. В составе органиче­ских веществ около 32 % эластина и немного коллагена.

Высокая прочность коллагеновых и упругость эластиновых волокон обусловливают прочностные свойства соединительной ткани в целом, которые значительно превосходят такие же свой­ства мышечной ткани. Если сопротивление резанию различных мускулов колеблется в пределах 0,013...0,086 МПа, то для соеди­нительной ткани оно составляет 0,27...0,40 МПа.

Химический состав соединительной ткани раз­личен и зависит главным образом от соотношения в ней количе­ства коллагеновых и эластиновых волокон. В некоторых видах соединительной ткани (рыхлая соединительная ткань, сухожи­лия) преобладает коллаген, и в таких тканях несколько больше воды. Другие виды соединительной ткани содержат больше эла­стина и беднее водой. Так, в состав сухожилий входит до 32 % коллагена и лишь 0,7 % эластина, а в состав вы иной связки — до 32 % эластина и лишь 1,6 % коллагена.

Свойства, пищевая ценность и промышленное значение со­единительной ткани определяются свойствами коллагена и эла­стина и их количественным соотношением.

Коллаген неоднороден. Его элементарные частицы — кол­лагеновые протофибриллы — представляют собой систему колластроминовых нитей и проколлагеновой обкладки. В проколлагеновой обкладке упорядоченно расположен углеводный крмпонент коллагена — мукополисахарид (гиалуроновая кислота), обусловливающий поперечную исчерченность фибрилл. Даже в очищенном препарате коллагена обнаруживается до 0,65 % угле­водов. Таким образом, в коллагеновых волокнах содержится, по меньшей мере, два белка и углеводный компонент, которые, будучи связанными между собой, определяют своеобразие свойств коллагеновых волокон: их прочность, эластичность, устойчи­вость к растворителям, нагреванию в воде и действию протеолитических ферментов. Эти свойства зависят от того, какая доля мукополисахарида прочно или лабильно связана с белковой час­тью. Чем больше углеводного компонента связано прочно, тем отчетливее выражены эти свойства.

Мукополисахариды входят также в состав межуточного веще­ства, цементирующего коллагеновые фибриллы в коллагеновые волокна. Мукополисахариды растворимы в щелочах. В дальней­шем под словом «коллаген» подразумевается комплекс, образо­ванный колластромином и проколлагеном.

В зависимости от анатомического происхождения соедини­тельной ткани различают коллаген волокнистый (сухожилия и кожа), гиалиновый (кость), хондриновый (хрящи). Аминокис­лотный состав коллагенов разного происхождения несколько различается, но во всех случаях в коллагене очень мало метионина и отсутствует триптофан.

Нативный коллаген нерастворим в воде, но набухает в ней. Он медленно переваривается пепсином и почти не переваривает­ся трипсином и панкреатическим соком, но расщепляется коллагеназой на цепочки параллельно оси волокна. При нагреве коллагена до 60...70 °С и тщательной механической деструкции переваривающее действие пепсина усиливается. Таким образом, коллаген, хотя и сравнительно медленно, все же может усваи­ваться организмом, который выделят его больше, чем получает с пищей. В умеренных количествах коллаген сберегает в пище полноценные белки и выполняет роль пищевых волокон. На рис. 11.7 приведена схема строения участка коллагеновой части­цы, в которой полипептидные цепочки взаимно связаны водо­родными и солевыми связями (мостиками).

При нагревании препаратов коллагена с водой до 58...65 °С коллагеновые волокна резко (примерно на 1/3) сокращаются. При этом, по-видимому, разрушаются только связи, удержива­ющие полипептидные цепочки в направлении продольной оси структуры коллагена. Происходят неупорядоченное изгибание и скручивание полипептидных цепей, а также разрыв части пре­имущественно водородных связей в молекуле коллагена. Это яв­ление называется свариванием коллагена. Сваренный коллаген более доступен действию пепсина. Его прочность резко снижа­ется: например, сопротивление резанию соединительной ткани с большим содержанием коллагена падает до 0,067 МПа, то есть в 6 раз.

При дальнейшем осторожном нагреве коллагена полностью разрываются водородные и солевые связи, удерживающие полипептидные цепочки в структуре коллагена, без заметного изменения связей внутри цепей. Этот процесс, протекающий с участием воды, известен под названием пептизация коллагена. Продукт пептизации, состоящий из нескольких связанных с друг с другом полипептидных цепочек, называется глютином.

Практически одновременно с образованием глютина происходит гидролитический распад части полипептидных цепочек на более мелкие звенья, в совокупности образующие полидисперсный продукт гидролиза глютина — смесь желатоз (глютоз).

Тщательное механическое разрушение коллагена в воде приводит к нарушению структуры коллагена по плоскостям расположения водородных и солевых связей. Происходи разволокнение коллагена на полипептидные цепочки и образуется продукт сходный с желатином.

Эластин не содержит триптофана, и в нем очень мало метионина и гистидина. Он почти не переваривается пепсином, медленно — трипсином и сравнительно легко — эластазой. Он очень устойчив к действию химических реагентов, не изменяется в рас­творах кислот и щелочей, выдерживает длительный нагрев при 125 ⁰С. Следовательно, эластин практически не имеет какой-либо пищевое ценности.

Жировая ткань

Жировая ткань представляет собой разновидность рыхлой со­единительной ткани, в клетках которой содержится значитель­ное количество нейтрального жира, В соединительной ткани они располагаются в одиночку или небольшими группами, в жиро­вой — скапливаются в большие массы. Размеры жировых клеток достигают 120 мкм. Они обладают обычными для клеток струк­турными элементами, но их центральная часть заполнена жиро­вой каплей, а протоплазма и ядро оттеснены к периферии (рис. 11.8). Жировые капли представляют собой сложную дис­персионную систему, образованную жиром и обводненной фа­зой. Наряду с жирами в составе жировой ткани содержатся раз­личные липоиды (преимущественно фосфатиды). Но количество их не превышает долей процента.

В соответствии с распределением соединительной ткани в мясе различают внутримышечную, межмышечную и поверх­ностную жировую ткань. В мясе упитанных животных (крупного рогатого скота и свиней) жировая ткань как бы прослаивает мы­шечную, образуя на разрезе так называемую мраморность.

 

Рис. 11.8. Жировая ткань:

1 — жировая клетка;

2 — жировая капля;

3 — протоплазма;

4 — волокна соединительной ткани

 

Пищевая ценность жировой ткани определяется свойствами содержащихся в ней жиров и в известной степени пищевой цен­ностью липоидов.

Природные жиры скота и птицы представляют собой слож­ные смеси, главными компонентами которых являются глицериды, т. е. сложные эфиры глицерина и жирных кислот, преимуще­ственно триглицериды типа

 

Здесь R₁, R₂, R₃ — радикалы жирных, главным образом выс­ших кислот, свойства и расположение в структуре молекулы которых решающим образом влияют на специфические осо­бенности различных жиров и их пищевую ценность. Содержа­ние в жирах ди- и моноглицеридов незначительно и непосто­янно.

Биологическая ценность жиров обусловлена, во-первых, тем, что они служат носителями больших запасов энергии. Калорий­ность жиров превышает калорийность белков и углеводов и до­стигает 39 кДж на 1 г жира. В этом отношении животные жиры независимо от содержания в их составе радикалов насыщенных и ненасыщенных кислот мало отличаются друг от друга.

Во-вторых, жиры необходимы для всасывания в кишечнике жирорастворимых витаминов, поэтому при недостаточном их количестве в пище наблюдаются авитаминозы. Животные жиры и сами являются носителями небольших количеств некоторых жирорастворимых витаминов (A, D и Е).

И, наконец, биологическая ценность жиров зависит от содер­жания в них радикалов высоконенасыщенных жирных кислот с двумя и более двойными связями, разделенными метиленовым звеном с числом углеродных атомов 18 и более. Эти кислоты не синтезируются организмом в необходимых количествах. К ним относятся линоленовая (две двойные связи), линолевая (три двойные связи) и арахидоновая (четыре двойные связи).

Таб.11.5. Содержание радикалов ненасыщенных жирных

кислот в животных жирах (%)

 

Жир	Олеиновая	Линолевая	Линоленовая	Арахидоновая	Пантотеновая
Говяжий:
внутримышечный	42,6	1,1	0,3	0,2	0,1
межмышечный	41,9	1,2	0,2	—
поверхностный	44,9	1,1	0,2	—	—
Свиной:.
внутримышечный	45,2	4; 2	0,4	0,4	0,1
межмышечный	44,9	6,8	0,4	0,4
поверхностный	43,3	7,4	0,4	0,2	0,1
Бараний:
внутримышечный	41,6	2,7	1,5	0,8	0,7
межмышечный	33,2	1,5	0,8	0,1	0,1
поверхностный	34,8	1,7	0,7	0,1	0,1
Куриный	29,5	18,2	1,0...1,5	0,6...1,5
поверхностный
Гусиный	31...41	19...35	0,4	0,05
поверхностный
Утиный			1,4	0,2
поверхностный
Индюшиный	36...48	17...32	0,7...1,3	0,2...1,7
поверхностный

Жиры, содержащие большее количество радикалов нена­сыщенных кислот, в большей степени способствуют усвоению организмом белкового азота. Характеристика биологической ценности отдельных видов животных жиров, входящих в состав мяса, приведена в табл. 11.5.

Фосфатиды внутримышечной жировой ткани содержат зна­чительно больше радикалов высоконепредельных жирных кис­лот, чем триглицериды.

В процессе усвоения пищи около 20...25 % жира гидролизу-ется под действием панкреатического сока. Остальной жир вса­сывается стенками кишечника в нейтральном состоянии. Рас­щепление жира и его всасывание требуют эмульгирования его в водной среде до достижения частицами размера менее 0,5 мкм с отрицательным зарядом, поэтому усвояемость жиров зависит от их способности образовывать эмульсии в водной среде, что, в свою очередь, связано с их температурой плавления. Жиры с температурой плавления ниже температуры тела хорошо усваи­ваются, так как, попадая в организм, они целиком переходят в жидкое состояние и легко эмульгируются.

При большом содержании жира в пище он тормозит отделе­ние желудочного сока и препятствует перевариванию белков до перехода в кишечник. И в этом случае большое значение имеет способность жира эмульгироваться. Таким образом, количество и свойства жира, содержащегося в пище, влияют на усвояемость белковых веществ. Вместе с тем жир, возбуждая панкреатиче­скую железу, обеспечивает выделение панкреатического сока, необходимого для переваривания не только самого жира, но и белковых веществ.

Кости

Костная ткань отличается сильноразвитым межклеточным (основным) веществом, состоящим из органической, неоргани­ческой частей и воды. В основном веществе расположены кост­ные клетки и проходят кровеносные сосуды. В кости различают наружный слой, состоящий из так называемого плотного веще­ства, и внутренний, менее плотный, состоящий из губчатого ве­щества (рис. 11.9).

В костях сложного профиля и кулачках трубчатой кости плот­ный слой незначителен. В плоских костях он намного толще и иногда превосходит губчатый слой. Трубка трубчатой кости поч­ти целиком состоит из плотного вещества. Плотное и губчатое вещества построены из окостеневших пластинок, образованных небольшими пучками коллагеновых фибрилл. В губчатом веще­стве пластины расположены менее упорядочение и образуют многочисленные мельчайшие поры, в которых находится красный костный мозг. Снаружи кость покрыта соединительно­тканной оболочкой — надкостницей, а поверхность кулачков — хрящевым слоем.

Главный органический компонент основного вещества кос­ти — коллаген (оссеин), составляющий 24...34 % массы сухой обезжиренной кости. Основное вещество содержит от 30 до 65 % минеральных составных частей. Около 70 % минеральных ве­ществ приходится на фосфорнокислый кальций и около 10 % — на углекислый кальций.

 

Рис. 11.9. Разрез трубчатой кости:

1 — диафиз (трубка);

2 — эпифиз (кулачок);

3 — полость трубки;

4 — плотное вещество;

5 — губчатое вещество

 

В соответствии с особенностями строения и состава различ­ных костей, характером использования и особенностями техно­логической обработки их подразделяют на три группы: трубча­тые кости (бедренная, берцовая, плечевая, предплечье, пястная, плюсневая); паспортная кость (плоские кости) и рядовая кость (кости сложного профиля и кулачки трубчатой кости).

Средняя часть трубчатой кости — трубка, или диафиз (см. рис. 11.9), состоящая в основном из плотного вещества, заполне­на костным мозгом (около 17...22 % массы трубки без кулачков). Сама костная ткань трубки богата коллагеном, но содержит мало жира. Жир в этой части кости находится преимущественно в со­ставе костного мозга, содержащего 84...95 % липидов, 1,2...2,4 — белка, 4... 12 % воды. В липидной фракции около 99,5 % жира, 0,19 — фосфатидов, 0,31 % холестерина. Соотношение количеств основных жирных кислот в жирах и фосфатидах желтого костно­го мозга примерно следующее: пальмитиновая — 7,8 %, стеари­новая — 14,2, олеиновая — 78 %.

Кулачки, или эпифизы, образованы в основном губчатой тканью и лишь на поверхности состоят из плотной ткани. Мель­чайшие полоски губчатой ткани заполнены красным мозгом (жировыми клетками, содержащими около 92 % липидов, в со­ставе которых около 99,5 % жира, 0,21 — фосфатидов, 0,28 % хо­лестерина). Соотношение количеств основных жирных кислот в составе красного костного мозга примерно следующее: пальми­тиновой — 16,4 %, стеариновой — 35,2, олеиновой — 48,4 %.

Паспортная кость состоит главным образом из плотной тка­ни. Внутри имеется небольшой слой губчатой ткани. Плотная ткань богата коллагеном (около 93 % к общему количеству бел­ков) и поэтому служит хорошим сырьем для производства же­латина. К паспортной кости относятся плоские кости скелета: кости черепа, челюсти, кости таза, лопатки, опиленные ребра, а также отходы трубчатой кости.

Строение рядовой кости аналогично строению эпифизов; это кости сложной конфигурации: позвонки, запястья, предплюс­ны, путовой сустав и пальцы, носовые раковины черепа.

Содержание жира в костях неодинаково, иногда оно доволь­но велико (табл. 11.6).

Состав кости заметно зависит от упитанности скота: с повы­шением упитанности содержание жира и минеральных веществ несколько увеличивается и уменьшается содержание воды. В по­звонках это же наблюдается в направлении от головы к задней части туши. В головке ребер больше жира и воды и меньше мине­ральных веществ, чем в их теле. Трубчатые кости задних конеч­ностей содержат несколько больше жира и коллагена, чем труб­чатые кости передних конечностей.

Содержание коллагена в кости зависит от вида скота, его пола, возраста и упитанности. Большое значение имеет анатомическое

происхождение кости. Плотное вещество кости богаче коллагеном, чем ее губчатая кость, поэтому в костях, где плотная ткань преобла­дает, коллагена больше, а других белковых веществ меньше.

Пищевое и промышленное значение костной ткани вытекает из ее свойств и химического состава. Диафиз трубчатой кости — отличное сырье для поделок. Остальная кость для этих целей не­пригодна. В составе кости от 10 до 25 % жира, большая часть ко­торого может быть выделена вываркой в воде или другим спосо­бом. Коллаген кости также может быть извлечен горячей водой в виде глютина.