Материал: Рогожин В.В., Рогожина Т.В. Биохимия сельскохозяйственной продукции

19.7. Химические процессы в мясе

Основным процессом расщепления белков является протеолиз. Причем количественный показатель аминокислот в мясе свидетельствует об активности протеаз, катализирующих реакции гидролитического расщепления белков. Основным местом их нахождения в живой клетке служат лизосомы, разрушение которых сопровождается выбросом содержащихся там гидролаз, способных расщеплять белки (протеазы), полисахариды (глюкозидазы), липиды (липазы) и нуклеиновые кислоты (нуклеазы).

В парном мясе говядины содержится 80…90 мг% свободных аминокислот и в процессе хранения их содержание возрастает. Основными ферментами, гидролизующими белки, являются катепсины — ферменты, расщепляющие преимущественно белки саркоплазматического ретикулума.

Содержание аминокислот в мясе зависит от температуры и времени его хранения. Так, например, в охлажденном до +2 °С мясе содержание аминокислот к 7-м суткам может составлять 127…135 мг%. В мясе, хранящемся при –2 °С, такое количество отмечается только на 12-е сутки после забоя животного. Причем в первые дни после убоя животного содержание аминокислот понижается из-за их разрушения под действием ферментов, катализирующих реакции декарбоксилирования и дезаминирования аминокислот. При этом отмечается накопление аммиака в мясе в этот период.

Следует обратить внимание на то, что в парном мясе отмечается высокая активность оксидаз и декарбоксилаз, катализирующих реакции окисления и декарбоксилирования аминокислот, и за счет их действия понижается в этот период содержание аминокислот в мясе. Однако высокая активность катепсинов в более поздний период способствует увеличению содержания аминокислот во время его хранения.

Протеазы, высвобождающиеся из разрушенных лизосом, способны активно гидролизовать денатурированные белки. Подтверждением этому служит то, что в подмороженном мясе возрастание содержания аминокислот идет быстрее, чем в охлажденном.

Усвояемость белков в организме и их значимость определяются составом и количеством аминокислот, которые могут поступать в клетки тканей после расщепления белков в желудочно-кишечном тракте человека. Эти показатели определяются тем, что в состав белков мышечной ткани входят 20 разных аминокислот, причем 10 из них относятся к группе незаменимых.

Кроме того, важным показателем ценности белков является их перевариваемость в ЖКТ человека, способность полнее расщепиться до аминокислот, активное всасывание которых обеспечивает их участие в различных метаболических процессах живого организма, в том числе и в биосинтезе белков.

Высокое содержание нуклеиновых кислот в мышечной ткани определяется их значением для живого организма, где они осуществляют хранение и передачу информации о всех белках, которые синтезируются

493

Глава 19. Биохимия мышц и мяса

в мышцах. Полинуклеотиды расщепляются до нуклеотидов, конечными продуктами распада которых служат азотистые основания и их производные. При этом содержание нуклеотидов в парном мясе может быть равно 19,4 мг%, а на долю пуринов приходится 6,06 мг%, при этом основную их часть представлял гипоксантин — 4,55 мг%, тогда как инозина может быть 1,39 мг%.

В парном мясе содержится (в мкмоль/г): АТФ — 3…6, АДФ — 0,5…0,9, АМФ — 0,3…0,6, ИМФ — 1,0…1,4.

По мере хранения мяса содержание фосфорилированных нуклеозидов начинает понижаться с одновременным возрастанием концентрации гипоксантина. Особенно быстро снижается содержание АТФ, которое крайне неустойчиво в водной среде. Скорость распада нуклеозидфосфатов зависит от температуры хранения и поэтому особенно выражены эти изменения в содержании АТФ и гипоксантина в охлажденном мясе по сравнению с переохлажденным.

Специализированными ферментами, расщепляющими аденин и гуанин, являются соответственно адениндезаминаза и гуаниндезаминаза, катализирующие следующие реакции:

Затем при участии ксантиноксидазы происходит окисление гипоксантина и ксантина.

Гипоксантин + О2 + Н2О → Ксантин + Н2О2

Ксантин + О2 + Н2О → Мочевая кислота + Н2О2

Продуктами реакций, которые катализирует ксантиноксидаза, являются супероксид-радикал и перекись водорода, которые относятся к группе активных форм кислорода. С образованием этих соединений в мясе инициируются свободнорадикальные реакции, разрушающие биогенные соединения.

Дальнейшее расщепление мочевой кислоты может катализировать уратоксидаза.

Мочевая кислота + О2 + 2Н2О → Аллантоин + СО2 + Н2О2

Расщепление пиримидинов осуществляется также дезаминазами. Цитозин и метилцитозин дезаминируются с образованием урацила и тимина, которые восстанавливаются до дигидроурацила и дигидротимина с последующим гидролизом гидропиримидингидразой в β-уреидопроизводные (N-карбамоилпропионовая и N-карбамоилизомасляная кислоты). Дальнейший их гидролиз приводит к образованию β-аминокислот (β-аланин и β-изомасляная кислота).

494

19.7. Химические процессы в мясе

Следует отметить роль нуклеотидов и их производных в формировании специфического вкуса и запаха мяса. Другими азотсодержащими соединениями, обнаруживаемыми в мясе, являются аммиак и некоторые амины (метиламин, диметиламин и др.).

Содержание аммиака в парном мясе говядины составляет 8…12 мг%. Накопление аммиака в мясе происходит в основном за счет реакций дезаминирования аминокислот и нуклеотидов. В реакции участвует вода, а продуктом реакции служит аммиак. Кроме того, высокое содержание аммиака в мясе может свидетельствовать об активной деятельности микроорганизмов, приводящих к порче продукта. В свежем мясе должно содержаться не более 30 мг% аммиака, а при длительном хранении мяса его содержание не может превышать 35 мг%. Содержание аммиака в мясе выше 40 мг% свидетельствует о его испорченности. Предел допустимости содержания аммиака в мясе составляет 35…40 мг%.

Основными представителями углеводов в мясе являются гликоген

иглюкоза, а конечными продуктами их окисления являются оксо- и оксикислоты (пировиноградная и молочная кислоты). Расщепление углеводов протекает активно и после убоя животного. В парном мясе распад углеводов осуществляется с помощью прижизненно функционирующих ферментативных систем, аналогичных тем, что катализировали реакции

ив живом организме. Поэтому расщепление гликогена и глюкозы осуществляют ферменты соответственно гликогенолиза и гликолиза, конечным продуктом которых служит молочная кислота. При длительном хранении в мясе могут накапливаться летучие кислоты (муравьиная, уксусная, пропионовая и др.) и альдегиды (муравьиный, уксусный и др.).

Протекание процессов гликогенолиза и гликолиза в послеубойный период зависит от температуры. При +4 °С эти процессы могут наблюдаться в течение 24…36 ч, обеспечивая созревание мяса. При этом отмечается понижение рН мышечной ткани. Кислотность мяса начинает возрастать за счет накопления молочной кислоты. Причем эти два показателя в этот период коррелируют между собой. Однако достигнув определенных значений, характеризующих прекращение процессов анаэробного распада углеводов, они в дальнейшем не изменяются.

Прижизненные значения рН мышечной ткани животных обычно равны 7,2…7,4, тогда как в послеубойный период величины рН могут сильно изменяться. Так, значения рН мяса кролика после убоя может понижаться до 5,9, у курицы — до 5,8…5,9, у КРС — до 5,4, у лошади — до 5,5…6,0.

Причем значения величин рН во многом зависят от содержания гликогена в мышечной ткани животного перед забоем и их двигательной активности непосредственно в предубойный период. Активная мышечная деятельность животных понижает запасы гликогена в мышцах, что проявляется в непродолжительном послеубойном гликолизе и более высоких значениях рН мяса таких животных.

495

Глава 19. Биохимия мышц и мяса

Влияние на величину рН оказывает и способ охлаждения мяса. Так, например, при одностадийном охлаждении и хранении говядины в переохлажденном состоянии при –2 °С понижения значений рН очень незначительны и конечные величины рН достигаются лишь на 5…6-е сутки хранения. При двухступенчатом способе охлаждения они устанавливаются через 7 часов и в дальнейшем не меняются.

Липиды, входящие в состав мяса, представлены нейтральными липидами, фосфолипидами, стероидами и жирными кислотами. Качественный спектр жирных кислот в основном представлен соединениями с четным числом атомов углерода, чаще всего от 14 до 20. Из насыщенных жирных кислот в мясе преобладают пальмитиновая и стеариновая кислоты.

Присутствующие в мясе триглицериды оказывают влияние на его консистенцию, температуру затвердевания, растворимость, вкусовые свойства и т. д.

Липиды, в особенности ненасыщенные жирные кислоты, способны окисляться кислородом воздуха с участием оксидаз. Нейтральные липиды и фосфолипиды подвергаются гидролизу; данные реакции катализируют специализированные липазы. Содержание фосфолипидов в мясе говядины и свинины может составлять от 6,0 до 6,2 %.

Подверженность липидов реакциям гидролиза и окисления во многом характеризуют качественные показатели мяса при хранении, а изменения, возникающие в их составе при хранении, определяют цвет, запах и вкус продукта. Поэтому лимитирующим показателем хранения мяса служит прежде всего качественный и количественный состав его липидов и продуктов их гидролиза и окисления.

Обесцвечивание липидов и приобретение ими специфического стеаринового запаха с понижением температуры плавления проявляется в виде процесса, который называется осаливанием. В основе этого процесса лежат окислительные реакции. Осаливанию подвержены в основном липиды животного происхождения, в составе которых насыщенные жирные кислоты. В окислении участвуют свободные радикалы, чаще всего это активные формы кислорода, продуктами реакций которых служат перекиси. Разложение перекисных соединений приводит к появлению соединений, придающих мясу специфический, чаще неприятный вкус и запах. Эти соединения относятся к группе насыщенных низкомолекулярных альдегидов. Набор таких соединений, а также продуктов окисления ненасыщенных жирных кислот может придавать мясу мыльный вкус и запах.

19.7.3.Технологические приемы ускорения процесса созревания мяса

На качественные показатели мяса оказывают влияние как процессы созревания, так и условия тепловой обработки. Предлагается для ускоре-

496

19.7. Химические процессы в мясе

ния размягчения мяса применять комплекс протеолитических ферментов, действие которых не понижает питательную ценность мяса, а, расщепляя белки, улучшает консистенцию мяса. Используемые протеазы способствуют денатурации белковых молекул, гидролизу их пептидных связей. В первую очередь действию протеаз подвергаются белки мышечных тканей.

Обычно используются протеолитические ферменты бактериального, растительного и животного происхождения. К ним относятся ферменты животных: пепсин, трипсин, химотрипсин, коллагеназа, катепсин, папаиназа и др. Ферментами бактериального происхождения являются субтилизин, кератиназа, протеиназа и др. Воздействуя на мышечную ткань, они разрушают сарколемму и ядро мышечных волокон, при этом исчезает поперечная исчерченность мышечных волокон.

Высокая активность ферментов растительного происхождения, экстрагируемых из млечного сока и листьев дынного дерева, листьев инжира и ананасов, обладающих коллагеназной и эластазной активностью, обеспечивает расщепление соединительной ткани, проявляемое в размягчении мяса.

При ферментации мяса растворы с набором протеолитических ферментов в количестве 0,0005…0,002 % к общей массе вводят животным за 30 мин до убоя. Кроме того, эти растворы можно вводить в мясные туши. Под воздействием оризина, терризина, фицина, кератиназы можно повысить пластичность мяса на 15…50 %, а усвояемость — на 16…22 %. Это обусловлено тем, что ферменты расщепляют фибриллярные белки мышечных волокон, а также коллаген и эластин внутримышечной соединительной ткани.

19.7.4. Формирование вкусовых достоинств мяса

Вкусовые характеристики мяса зависят от вида, возраста, пола, породы животного, степени созревания мяса. У говядины сравнительно грубая зернистость мышечных волокон на поперечном разрезе, особенно это проявляется у мяса волов. Мясо коров имеет более тонкую волокнистость. Мясо свинины тонко- и густозернистое, нежнее говядины, так как ее соединительная ткань менее грубая и легче разрывается. Мясо старых животных сухое и очень жесткое, что обусловлено изменениями в протоплазме мышечных волокон, в структуре коллагена и эластина.

Пластичность мяса зависит от рН. При рН 5,0…5,5 отмечается появление жесткости в структуре мяса, тогда как сдвиг рН приводит к проявлению его пластичных свойств.

Воздействие температуры на мясо приводит к разрушению нативной структуры белков, переходу их в денатурированные формы, утрачиванию стабилизирующих их межмолекулярных связей. Для достижения

497