Тема №10.Автолітичні зміни м’яса при охолодженні та зберіганні

Самостійна робота №12.

План

Загальна характеристика процесу дозрівання м’яса. Зміни величини рН, консистенції, водозвязуючої здатності, органолептичних показників м’яса.

Теоретичні відомості

Процеси дозрівання. Дозрівання м'яса — це сукупність змін найважливіших властивостей м'яса, зумовлених розвитком автолізу, в результаті яких м'ясо набуває найкращих харчових якостей. Дозрілому м'ясу властива ніжна консистенція і соковитість, добре виражений специфічний аромат і смак. Якісні зрушення в м'ясі в процесі його дозрівання зумовлені складним комплексом фермен­тативних, автолітичних перетворень у м'язовій і сполучній тканинах. Таке м'ясо краще перетравлюється і засвоюється.

У посмертних автолітичних змінах м'яса можна виділити три періоди та відповідно до них три стани м'яса, описані нижче.

Парне м'ясо — м'ясо безпосередньо після забою і оброблення (до 0,5 год для м'яса птиці і 2-4 год для яловичини). У такому м'ясі м'язова тканина розслаблена. М'ясо характеризується м'якою консистенцією, порівняно невеликою механічною міцністю, високою вологозв'язуючою і вологоутримуючою здатністю. Проте смак і аромат такого м'яса виражені недостатньо.

М'ясо в стані максимального розвитку посмертного заклякання — м'язи дещо коротшають і поступово заклякають, втрачають свою гнучкість, погано розтягуються і стають непрозорими. М'ясо втрачає свою еластичність, стає жорстким, важко піддається механічному обробленню (обвалюванню, різанню, жилуванню). Таке м'ясо зберігає підвищену жорсткість і після варіння. Максимум змін міцнісних властивостей м'яса збігається з максимальним закляканням. У процесі заклякання зменшується його вологозв'язувальна здатність, досягаючи мінімуму до моменту якнайповнішого розвитку заклякання. Аромат і смак м'яса в цьому стані погано виражені. Повне заклякання настає в різні терміни і залежить від особливостей тварин і умов навколишнього середовища. Для яловичини за 0°С максимум заклякання настає до 24-28 год, для птиці — 5-10 год.

Після закінчення цього періоду починається послаблення заклякання.

М'ясо дозріле — мускулатура розслабляється, зменшуються міцнісні властивості м'яса, збільшується його вологозв'язуюча здатність. Проте такі його кулінарні показники, як ніжність, соковитість, смак, аромат і засвоюваність ще не досягають своєї оптимальної величини і виявляються за подальшого розвитку автолітичних процесів. Для яловичини за 0-10°С дозрівання триває 12 діб, для м'яса свійської птиці — 2-3 доби.

На початкових стадіях дозрівання найінтенсивніше піддаються перетворенням компоненти тканин небілкової природи, що й зу­мовлює характер змін білкових речовин. Інтенсивне накопичення продуктів автолітичного розпаду небілкових речовин і їх взаємодія з білками значною мірою зумовлюють характерні фізико-хімічні та колоїдно-хімічні зміни білків м'язового волокна.

У технологічній практиці немає встановлених показників повної зрілості м'яса і точних термінів дозрівання, оскільки найважливіші властивості м'яса під час дозрівання змінюються не одночасно. Так, жорсткість найпомітніше зменшується через 5-7 діб після забою (за 0-4° С) і в подальшому, хоч і поволі, продовжує зменшуватися. Органолептичні показники досягають оптимуму на 10-14-у добу.

Якщо характер перероблення не виключає розвитку автолітичних процесів на її перших етапах (наприклад, посол), то можна використовувати не цілком дозріле м'ясо. Парне м'ясо найбільш придатне для виробництва варених ковбас, оскільки має високу вологозв'язувальну здатність і відносно невелику механічну міцність; смак і аромат проявляються в процесі виробництва ковбас (продовжують розвиватися процеси дозрівання).

Якщо характер перероблення виключає розвиток автолітичних процесів уже на перших її стадіях, наприклад нагрівання, то не можна використовувати незріле м'ясо (консерви, напівфабрикати, фасоване м'ясо).

М'ясо в стадії посмертного заклякання для технологічних цілей непридатне.

Зміна консистенц ії. М'яка консистенція парного м'яса пояснюється таким: у початковий період автолізу ще проявляється розм'якшувальна (пластифікуюча) дія АТФ, кількість якої в першу годинну після забою залишається на постійному рівні. Значного підкислення середовища ще не відбувається. Кальцій знаходиться у зв'язаному стані в саркоплазмі, актин не зв'язаний з міозином. Волокна перебувають у розслабленому еластичному стані.

Розвиток посмертного заклякання призводить до ущільнення м'яса, збільшення його жорсткості та механічної міцності. Це пов'язано з розпадом АТФ, підкисленням середовища, переходом іонів кальцію із зв'язаного стану у вільний, взаємодією актину з міозином і скороченням волокон. Збільшенню міцнісних властивостей також сприяють конформаційні зміни білків і їх агрегаційні взаємодії внаслідок накопичення продуктів небілкової природи та інших чинників.

У період послаблення посмертного заклякання знижуються міцнісні властивості м'яса.

Розм'якшення тканин і збільшення ніжності м'яса в період дозрівання значною мірою пов'язані з послабленням агрегаційних взаємодій білків і протеолітичним їх розпадом під дією тканинних протеолітичних ферментів — катепсинів (суміш гідролаз). Оптимум їх дії лежить при рН 4,0-5,0. Тому в початковий період посмертних змін вони проявляють слабку активність. У період розпаду оболонок лізосом катепсини виходять з обмежуючих їх структур у цитоплазму, внаслідок чого й наростає вільна протеолітична активність.

У процесі дозрівання підкислюється середовище і збільшується протеолітична активність. Під впливом катепсинів найпомітніше змінюються білки саркоплазми. Разом з цим обмеженому протеолізу піддаються і міофібрилярні білки. Розщеплення навіть невеликої кількості пептидних зв'язків у цих білках уже достатнє для розпушування їх структур і збільшення ніжності м'язової тканини.

У м'язах з високим прижиттєвим метаболізмом під час дозрівання вільна протеолітична активність наростає швидше, що й зумовлює інтенсивні автолітичні перетворення білків на ранніх стадіях їх дозрівання, як, наприклад, у м'язах птиці. У м'язах сільськогоспо­дарських тварин найбільш інтенсивне наростання протеолітичної активності відбувається в період після 48 год автолізу за температури 0-2°С, що збігається із закінченням заклякання і початком наростання ніжності м'яса.

У зміні ніжності м'яса важливу роль відіграють кількість і стан компонентів сполучної тканини. У м'ясі в період заклякнення структурні білки (колаген, еластин) і основна речовина (мукополісахариди та ін.) внутрішньом'язової сполучної тканини стають менш лабільними порівняно з їхнім станом відразу після забою тварини або птиці. У період дозрівання, коли інтенсивно вивільняються з обмежуючих структур (лізосом) гідролітичні ферменти, лабільність цих компонентів збільшується, утворюються розчинні продукти колагену і еластину, підвищується розчинність основної речовини сполучної тканини і відбувається деяке накопичення продуктів розпаду мукополісахаридів. Стан основної речовини сполучної тканини значною мірою визначає гідротермічну стійкість колагену: чим лабільніша основна речовина, тим легше розварюється колаген.

У процесі дозрівання різні компоненти м'яса зазнають неоднакового ступеня перетворень, особливо ті, що впливають на зміну ніжності. Тому за рівних умов дозрівання ніжність різних відрубів м'яса однієї й тієї самої тварини, а також однакових відрубів різних тварин виявляється різною. Ніжність м'яса, яке містить багато сполучної тканини, відносно невелика. Таке м'ясо потребує тривалішого часу дозрівання. Наприклад, білі м'язи курей дозрівають швидше, ніж червоні м'язи, у яких вища активність протеолітичних ферментів, і для їхнього дозрівання потрібно більше часу, оскільки вони містять у 2 рази більше сполучнотканинних білків, ніж білі м'язи.

Під час дозрівання м'ясо молодих тварин і птиці стає ніжним швидше, ніж старих. Це пояснюється насамперед кількістю і станом внутрішньом'язової сполучної тканини, а також концентрацією тканинних протеаз та інших гідролаз. Оскільки у м'язах молодих тварин і птиці процеси прижиттєвого метаболізму дуже інтенсивні, концентрація гідролітичних ферментів у них вища, ніж у старих. Разом з цим лабільність (ферментна атакуємість) сполучнотканинних білків — колагену і еластину — в молодих тварин вища. Тому в м'ясі молодих тварин і птиці інтенсивні протеолітичні перетворення міофібрилярних і сполучнотканинних білків, відбувається інтенсивніша деполімеризація основної речовини сполучної тканини, що зумовлює відповідне підвищення ніжності м'яса в стислі терміни.

Наприклад, необхідна ніжна консистенція за температури 0-2°С досягається в м'яса дорослих тварин великої рогатої худоби протя­гом 10-12 діб дозрівання, а в м'яса молодняка — через 3-4 доби. За цих же умов для отримання ніжної консистенції м'яса дорослих гусаків необхідно 6 діб дозрівання, а для м'яса гусенят — 2 доби, для курей — 36-48 год, а для курчат — 18-24 год.

Зміна вологозв'язувальної здатності (ВЗЗ) м'яса в процесі дозрівання. Найбільшою вологоємністю і здатністю утримувати воду володіє м'ясо в парному стані. На початку автолізу рН парного м'яса відносно високий (6,6-7,0) і близький до нативного (7,2). Таке незначне зниження рН в перші години після забою зумовлене повільним накопиченням молочної кислоти і протидією буферних систем тканин зміні рН. Інтервал між рН середовища та ізоелектричною точкою білків м'яса (рН 5,4) досить великий. Білки м'яса знаходяться в іонізованому стані та мають високі показники ВЗЗ.

У період розвитку заклякання вологозв'язувальна здатність м'яса зменшується, досягаючи свого мінімуму до моменту якнайповнішого розвитку заклякання. У результаті накопичення кислих продуктів (молочної, піровиноградної, ортофосфорної кислот), руйнування бікарбонатного буфера і зменшення буферної здатності білків рН м'яса різко зрушується в кислу зону до 5,5-5,6. Інтервал між рН середовища та ізоелектричною точкою білків м'яса зменшується, внаслідок чого зменшуються число іонізованих груп і ВЗЗ білків. Значна частина білків взагалі переходить в ізоелектричний стан, що сприяє агрегації білків і зменшенню ВЗЗ м'яса.

У м'язах глибокого і тривалого заклякання спостерігається тривале та інтенсивне зменшення ВЗЗ. Інтенсивність її зменшення узгоджується з особливостями змін міофібрилярних білків, а також особливостями їхніх агрегаційних взаємодій (взаємодія білків один з одним призводить до взаємних блокувань функціональних груп).

З початком заклякання ВЗЗ м'яса поступово підвищується за рахунок «розпушування» білкових структур і збільшення кількості вільних гідрофільних груп. При цьому активність вільних кислотних груп у білках м'язів виявляється більшою, ніж основних. Це по­яснюється тим, що білки м'язів містять більше дикарбонових амінокислот (глютамінової та аспарагінової), ніж диамінокислот (лізин і аргінін).

Інтенсивність наростання ВЗЗ найбільша в першу добу після максимуму заклякання. В подальшому вона зростає повільніше, але за тривалого дозрівання не досягає рівня, характерного для парного м'яса, внаслідок того, що рН середовища залишається на порівняно низькому рівні.

Накопичення речовин, що зумовлюють аромат і смак. Свіже м'ясо має невиражений специфічний смак і аромат. У процесі дозрівання в результаті автолітичних перетворень різних компонентів м'яса утворюються речовини, що беруть участь в утворенні аромату та смаку м'яса.

Проте чітко виражені смак і аромат м'яса з'являються лише після його теплового оброблення. Звідси витікає, що в процесі автолізу в м'ясі утворюються і накопичуються не носії, а потенційні «попередники» аромату і смаку, які формуються під час теплового оброблення.

Швидкість накопичення потенційних попередників смаку та аромату залежить від умов зберігання м'яса, головним чином від температури, і пов'язана зі швидкістю деструкції високомолекулярних речовин м'язової тканини, особливо білків.

Аромат і смак стають відчутними через 2-4 доби після забою за низьких позитивних температур. Через 5 діб вони виражені добре. Найбільшої інтенсивності аромат і смак досягають на 10-14-у добу. За температури вище за 20°С оптимальні органолептичні характеристики спостерігаються вже через 2-3 доби. Найкращі смакові та ароматичні якості м'яса під час дозрівання досягаються в терміни, необхідні для отримання ніжної консистенції.

Зміна кольору м'яса. В ряді випадків при тривалому зберіганні м'яса змінюється його колір, що може бути обумовлено фізико-хімічними процесами, які проходять в м'ясі, або розвитком в ньому певних видів мікроорганізмів.

Під впливом фізико-хімічних факторів м'ясо може набувати темного чи яскраво-червоного кольору або знебарвлюватися. Темного кольору м'ясо набуває при тривалому зберіганні, порушенні температурно-вологісного режиму, різкому коливанні температури зберігання.

Яскраво-червоний колір м'яса спостерігається при посиленні активності ферментів, які сприяють окисленню гемоглобіну. Знебарвлюється м'ясо при дії на нього ультрафіолетових променів, що може спостерігатися при зберіганні м'яса в приміщеннях, куди проникають сонячні промені, або при порушенні умов проведення санітарної обробки холодильників ультрафіолетовими променями.

Під впливом мікроорганізмів м'ясо може набувати червоного або рожево-червоного кольору, на ньому можуть з'являтися синьо-блакитні або інші пігментні плями. Рожевий колір м'яса обумовлюється розвитком на ньому палички — Chromobacterium prodigiosum. Синьо-блакитні плями утворюються внаслідок розвитку колоній Pseudomonas pyocyaneum та інших бактерій.

 

Самостійна робота №13.

План

Процеси, які здатні до інтенсифікації дозрівання м’яса і які викликають загар м’яса.

Теоретичні відомості

Інтенсифікація дозрівання. М'язи великої рогатої худоби характеризуються порівняно низькою концентрацією тканинних про­теолітичних ферментів (катепсинів). Крім того, більша кількість відрубів яловичини має підвищений вміст сполучної тканини, що зумовлює жорсткість м'яса і його повільне дозрівання. Тому для прискорення отримання ніжної консистенції яловичини застосову­ють різні способи інтенсифікації дозрівання та поліпшення консистенції м'яса.

Фізичні способи. Дія на м'ясо підвищених температур під час зберігання. Застосування підвищених температур середовища при витримці м'яса дозволяє істотно скоротити період дозрівання. Ідентичний результат дозрівання та підвищення ніжності м'яса (яловичина) може бути досягнутий за таких параметрів витримки:

0° С — за 10 діб;

10° С — за 4 доби;

20° С — за 1,5 діб.

Слід мати на увазі, що використання підвищених температур супроводжується вірогідністю мікробіологічного псування сировини, у зв'язку з чим виникає необхідність проведення процесу дозрівання в умовах дії УФ-випромінювання або з введенням у м'ясо антибіотиків.

Дія на м'ясо високого (в межах 140-150 МПа) тиску супроводжується розпадом актоміозинового комплексу на актин і міозин за механізмом, аналогічним з процесом послаблення посмертного заклякання, що забезпечує підвищення ніжності м'яса.

Дія на м'ясо ультразвукової вібрації (частота 15 кГц протягом 1-30 хв) призводить до порушення цілісності м'язових волокон і елементів сполучної тканини.

Дія на м'ясо імпульсів змінного електричного струму (електростимуляція) дає можливість значною мірою прискорити процес дозрівання, зменшити вірогідність розвитку скорочення м'язів, підвищити ніжність і сортність м'яса. Проведення електростимуляції безпосередньо після забою забезпечує повніше знекровлення м'яса.

Механізм дії електричного струму на м'язову тканину після забою полягає в тому, що під впливом електричних імпульсів, що передаються чи аксонам нервових клітин, чи шляхом прямого впливу на мембрани м'язового волокна, іони Са+4 виходять із саркоплазматичного ретикулуму і звільняють АТФ, стимулюючи АТФ-азу міозину, яка розщеплює АТФ до АДФ, створюючи енергію для скорочувальних білків. Відновлення АТФ відбувається внаслідок енергії розпаду глікогену до молочної кислоти, накопичення якої зрушує рН м'язової тканини в кислий бік, прискорюючи настання посмертного заклякання м'язів. Завдяки швидкому зниженню рН м'яса при електростимуляції (рН досягає рівня 5,9-6,0 через 1-2 год після забою) протеолітичні ферменти активізуються за вищих температур туші, ніж у звичайних умовах. Активне скорочення м'язів під дією електричних імпульсів викликає розрив зв'язків колагену, фізичну деструкцію м'язових волокон, що дозволяє одержати виражений ефект підвищення ніжності.

Найкраща ефективність оброблення під час застосування електростимуляції досягається безпосередньо після забою (не пізніше, ніж через 1,5 год після оглушення), поки нервова система тварини в змозі сприймати електричні імпульси і викликати скорочення м'язів. Використання електростимуляції дає можливість скоротити тривалість дозрівання яловичини за 0-2°С до 5-7 діб.

Хімічні способи. Способи тендеризації ґрунтуються на введенні у м'ясо під тиском різних рідких і газоподібних компонентів (води, розсолів, газів і т. ін.).

Механічні способи. Призначені для оброблення парної та охолодженої низькосортної сировини. Вони ґрунтуються на розпушуванні морфологічних елементів м'яса.

Біологічні способи. Під час оброблення невеликих відрубів (напівфабрикатів) яловичини препаратами протеолітичних ферментів перетворення, що відбуваються в м'язових волокнах і внутрішньом'язовій сполучній тканині, багато в чому такі самі, як і під дією тканинних протеаз. Проте ці перетворення мають і низку особливостей.

Активність ферментів і одержаний ефект залежать від виду сировини і препарату, які використовуються, температури і рН середовища, наявності солей, тривалості дії, концентрації ферменту. Як джерело отримання протеаз використовують тваринні тканини, рослини та клітини мікроорганізмів.

Протеолітичні ферментні препарати залежно від походження проявляють активність у широкому діапазоні рН середовища (1,59,0). Підвищення температури до 60-70°С різко активізує ферменти рослинного походження. Для ферментів тваринного та мікробного походження оптимум дії становить 35-50°С.

Дія ферментних препаратів мікробного походження. Характер дії препаратів, одержаних з непатогенних бактерій або цвілевих грибів, пов'язаний з їхнім походженням. У таких препаратах містяться різні за специфічністю активні ферменти. Більшість ферментних препаратів, одержаних з бактерій і цвілі, більше впливають на м'язові волокна. Дія цих препаратів на компоненти сполучної тканини менша, проте достатня для отримання необхідної ніжності. Однак існують комплексні препарати, що виявляють активність по відношенню до колагену та еластину.

Дія ферментних препаратів рослинного походження. Великого поширення набули ферментні препарати з екстракту листя динного дерева (папаїн), інжирного дерева (фіцин) і з ананасів (бромелаїн). Оптимум їхньої дії за рН 5-8.

Рослинні ферментні препарати значно впливають на білки сполучної тканини м'яса і по-різному — на білки м'язових волокон. Так, папаїн найсильніше гідролізує міозин, а на актин діє обмежено. Найсильніше впливають на волокна колагену розчини бромелаїну і фіцину, але й папаїн також спричинює колагеноліз. Фіцин, папаїн і бромелаїн (у порядку ступеня їхньої активності) істотно впливають на еластинові волокна.

Дія ферментних препаратів тваринного походження. З ферментів тваринного походження використовують трипсин, пепсин, хімотрипсин, реннін та ін. Максимальна активність у трипсину, хімотрипсину виявляється за рН 7-9, у пепсину — за рН 1,5-2,5.

Проте ферментні препарати тваринного походження не знайшли широкого практичного застосування внаслідок їхньої дії переважно на м'язові білки.

Загар м'яса. Під загаром м'яса, або смердючо-кислим бродінням, мають на увазі всі процеси псування м'яса, що відбуваються в ньому протягом першої доби після забою тварини і супроводжується утворенням специфічного кислого запаху (що нагадує запах неперетравленого кислого вмісту шлунка жуйних тварин). Загар виникає в тих випадках, коли порушені процеси нормального охолодження і зберігання м'яса, особливо віддача тепла з глибоких шарів туші до її поверхні. Створення таких умов сприяє виникненню в товщі м'яса автолітичних процесів, які і викликають псування м'яса, що називається загаром. Щільне укладання або підвішування ще теплих туш, висока температура і недостатня вентиляція в приміщенні, несвоєчасне зняття шкури з забійних тварин, недостатньо швидке та інтенсивне охолодження туш вгодованих та жирних тварин порушують процеси природної аерації. Встановлено, що загар м'яса — чисто автолітичний процес, в його виникненні мікрофлора не бере участі. При загарі м'ясо має кислу реакцію (рН 5,0—5,4), в ньому відсутній аміак, але є сірководень; при бактеріологічному та бактеріоскопічному дослідженнях мікрофлора, як правило, не виявляється.

Запитання для самоконтролю

1. Охарактеризуйте процеси, що відбуваються під час автолітичних змін у м'язовій тканині.

2. Дайте характеристику основним процесам перетворення глікогену в м'язовій тканині.

3. Дайте характеристику основним процесам перетворення нуклеотидів у м'язовій тканині.

4. Назвіть, чим зумовлені зміни структури м'язової тканини в процесі автолізу.

5. Охарактеризуйте основні процеси зміни активності ферментів у м'язовій тканині.

6. Дайте характеристику основним протеолітичним перетворення в м'язовій тканині.

7. У чому полягають зміни ультраструктур у процесі автолізу?

8. Дайте характеристику основним етапам процесу дозрівання м'яса.

9. Чим зумовлена зміна консистенції м'яса в процесі автолізу?

10. Як змінюється вологозв'язувальна здатність м'яса в процесі дозрівання?

11. Які речовини беруть участь у формування смаку і аромату м'яса?

12. Перерахуйте і дайте характеристику основним способам інтенсифікації дозрівання і поліпшення консистенції м'яса.

13. Чим спричиняється загар мяса?