Динамічнa біохімія риби

     Небілкові азотисті речовини м'яса риб знаходяться в плазмі клітин (саркоплазмі) та міжклітинній рідині. Ці речовини накопичуються у процесі прижиттєвого білкового обміну та посмертних автолітичних змінах, легко розчиняються у воді, тому називаються екстрактивними азотистими речовинами. Кількість небілкових азотистих речовин у кісткових рибах становить від 1,5 до 4 % маси м'яса, у хрящових – до 7 – 9 %. Їх вміст може коливатися залежно від віку, статі та фізіологічного стану риби. У період нересту кількість небілкових азотистих речовин у м'язах риб збільшується.

     Небілкові азотисті речовини внаслідок відносно невисокого вмісту мало впливають на харчову цінність м'яса риби. Однак деякі з них надають рибі специфічного смаку і запаху та впливають на секрецію травних соків, збуджують апетит і сприяють кращому засвоюванню їжі. Небілкові азотисті речовини більшою мірою, ніж білки, зазнають дії мікроорганізмів, тому від вмісту та природи їх залежить швидкість псування риби при зберіганні.

     До  азотистих небілкових речовин належать такі групи хімічних сполук: азотисті основи, амінокислоти, аміди кислот, похідні гуанідину і пурину та ін.

     Азотисті  основи поділяють на леткі та триметиламонієві. До летких основ належать амоніак, моно-, ди- та триметиламін. У свіжій рибі цих речовин дуже мало. Вони утворюються переважно після смерті риби при дії на неї мікроорганізмів. У м'ясі абсолютно свіжої риби кількість азоту всіх летких основ не перевищує 15 – 17 мг % від маси м'яса. При цьому переважає вміст амоніаку (10 – 12 мг %). У свіжому м'ясі є також невелика кількість триметиламіну (у морських риб – 2 – 2,5 мг %, у прісноводних – до 0,5 мг %). Моно- і диметиламіну у такому м'ясі немає або вони є тільки у вигляді слідів. Леткі основи швидко накопичуються у м'ясі зіпсованої риби і надають йому неприємного запаху. До триметиламонієвих основ належать триметиламіноксид, бетаїни, лецитин, холін та ін. Цих речовин багато в м'ясі морських риб. Вміст триметиламіноксиду в м'ясі кісткових морських риб становить від 100 до 1080 мг %, а в м'ясі хрящових риб – 250 – 1430 мг %. У м'ясі прісноводних та прохідних (лососевих) риб триметиламіоксиду до 185 мг %. У зимовий період кількість триметиламіноксиду в м'ясі риб зростає. У м'ясі морських риб від 70 до 270 мг % бетаїну, а в прісноводних – значно менше – 10 – 54 мг %. Лецитин, холін та деякі інші триметиламіни утворюються внаслідок відновлення тримстиламіноксиду. Ці речовини надають морським рибам специфічного запаху.

     Амінокислоти в м'ясі риб можуть бути не тільки в складі білків, а й у вільному стані. Вміст окремих вільних амінокислот у м'ясі свіжої риби незначний і становить, мг %: аланін – 10,5 – 72,0, аргінін – до 5,8, аспарагінова кислота – 1,9 – 12,0, гістидин – до 470,0, гліцин – 18,0 – 166,0, ізолейцин – до 3,4, лейцин – 3,8 – 7,1, лізин – 1,9 – 22,8, метіонін – до 11,6, пролін – 0,5 – 6,3, серин – до 5,6, треонін – 0,5 – 11,0, фенілаланін – 0,5 – 1,8.

     Аміди кислот представлені в м'ясі риби сечовиною. У хрящових риб (акули, скати) вміст сечовини в м'ясі досягає 2 %. Нітроген сечовини в акул і скатів становить приблизно половини всього небілкового нітрогену м'яса. В інших видів риб кількість цієї речовини не перевищує 0,5 – 15 мг %, а в деяких риб Індійського океану до 100 мг %.

     При розпаді сечовини утворюється амоніак. Саме цим пояснюється сильний амоніачний запах м'яса акул, скатів та деяких інших риб.

     Похідні гуанідину і пурину становлять важливу групу небілкових азотистих речовин. До похідних гуанідину належать креатин і його ангідридкреатетін, а пурину – ксантин, гіпоксантин, аденін і гуанін. Близькими до цих речовин є нуклеозидфосфати (креатинфосфат) та аденозинфосфати (моно-, ди-, трифосфати). Максимальна кількість окремих аденозинфосфатів у м'ясі свіжої риби становить, мг %: АТФ – 270, АДФ – 25, АМФ – 85.

     Похідні амідазолу в м'ясі риби представлені гістидином, карнозином та деякими іншими речовинами. У свіжому м'ясі риб від 75 до 470 мг % гістидину. Під дією мікроорганізмів гістидин у м'ясі заснулої риби переходить у гістамін – речовину, яка має токсичні властивості. Цим пояснюються випадки отруєння м'ясом сардин, скумбрії і тунців, які мають в своєму складі підвищений вміст гістидину (0,2 – 0,47 % від маси м'яса).

     Таким чином, знання складу та властивостей азотистих речовин м'яса риб має велике практичне значення. Від цього залежать смак, запах і консистенція м'яса риби.

     Жири  м'яса риб займають від 1 до 15 % і більше його маси. Вони являють собою суміш великої кількості різних тригліцеридів, у складі яких знайдено більше як 25 високомолекулярних насичених і ненасичених жирних кислот. Вміст насичених жирних кисолот у м'ясі риб становить від 17 до 30%, а ненасичених – 70 – 83 від загальної кількості всіх жирних кислот. З насичених жирних кислот переважає пальмітинова (9,3 – 24,2 % від загальної маси всіх жирних кислот). На міристинову кислоту припадає 0,6 – 6,5 %; стеаринову – 0,9 – 4,4 %. Ненасичені жирні кислоти представлені олеїновою, лінолевою, ліноленовою, іскориновою, октадекатетраєновою, зоомариновою, ейкозеновою (надолеїновою), ейкозотетраєновою (арахідоновою), докозомоноєновою (еруковою), докозопентаєновою (клупанодоновою) і докозогексаєновою кислотами. Олеїнова, зоомаринова та ерукова кислоти мають по одному подвійному зв'язку і відрізняються кількістю атомів карбону. Лінолева кислота характеризується двома, а ліноленова та іскоринова – трьома подвійними зв'язками. Чотири подвійних звязки має октадекатетраєнова, а п'ять – докозопентаєнова кислоти. Найбільше подвійних зв'язків у докозогексаєновій кислоті – шість. З ненасичених кислот у жирах риб переважає за вмістом олеїнова (9,7 – 35,6 % загальної кількості жирних кислот). На лінолеву та ліноленову (разом) припадає 0,4 – 4,3 %, зоомаринову – 4,1 – 7,2 %, ейкозенову – 0,1 – 19,3 %, докозопентаєнову – 0,7– 3,2 %, докозогексаєнову – 2,7 – 22,1 %, докозомоноєнову – 0,2 – 29,6 %, ейкозотетраєнову – 0,8 – 2,9 %. Крім зазначених кислот у жирах риб виявлено також інші насичені та ненасичені жирні кислоти: капронову, каприлову, лауринову, еколеїнову, ейкозопентаєнову, ценолеїнову та ін. У 100 г м'яса риб від 0,2 до 5,4 г поліненасичених жирних кислот (судак 0,17, минтай 0,32, лящ 0,64, кета 1,39, оселедець тихоокеанський 2,28, скумбрія атлантична 3,15, ставрида 5,44).

     Кислоти жиру риб мають велике фізіологічне значення. Лінолева, ліноленова та ейкозотетраєнова (арахідонова) жирні кислоти характеризуються високою біологічною активністю, нормалізують жировий обмін, сприяють виведенню з організму людини залишків холестеролу, надають еластичності кровоносним судинам, захитають від шкідливої дії ультрафіолетових променів. Ейкозопентаєнова кислота сповільнює зсідання крові, зменшує небезпеку тромбозів, виявляє лікувальну дію при артритах, мігрені та інших захворюваннях. Вітамін Е, який є в жирах, і мікроелемент Селен сприяють перетворенню ейкозопентаєнової кислоти в простогландин, який зв'язує в організмі людини важкі метали (Ртуть, Кадмій) і знешкоджує їх. Є дані про те, що деякі з жирних ненасичених кислот риб сприяють біопотенції. За складом жири риб більш складні, ніж жири наземних тварин.

     Жироподібні речовини в жирах риб представлені фосфатидами, стеринами, каротиноїдами, вітамінами. До фосфатидів риб належать лецитин і кефалін. Азотистою основою в лецитині є холін, а в кефаліні – коламін. Сумарний вміст фосфатидів у м'ясі різних видів риб становить 0,4 – 1,1 % його маси. До стеринів належать холестерин (холестерол). Дегідрований холестерин (дегідрохолестегерин) є провітаміном D3 У м'ясі риби від 0,045 до 0,15 % холестерину, у тому числі вільного – 0,023 –0,092 %. Каротиноїди (ксантофіли) представлені тараксантином, астаксантином і лютеїном. Ці речовини падають лососевим та іншим рибам від світло-жовтого до червоного забарвлення. У жирі сардини виявлено хлорофіл, який надає йому зеленуватого відтінку. Каротиноїди знаходяться, переважно, в нижньому пігментованому шарі шкіри (дермі), підшкірному шарі та шарі жиру, який покриває м'язи, переважно, в спинній частині риби. Вони можуть бути у вільному стані, а також зв'язані з білками. Загальна кількість їх становить від 0,23 до 14,0 мг %. Каротиноїди, які знаходяться в комплексі з білками, втрачають властивий їм у вільному стані яскравий жовтий або червоний колір. Швидке пожовтіння поверхні м'яса риби під шкірою (підшкірне пожовтіння) пояснюється порушенням зв'язку каротиноїдів з білками. Підшкірне пожовтіння м'яса характерне для морських риб після заморожування (ставрида, скумбрія та ін.). До жироподібних речовин належать також жиророзчинні вітаміни (А, D, Е).

     Кількість та склад жирів і жироподібних речовин у м'ясі риб змінюються залежно від виду риби, її статі, віку, фізіологічного стану, характеру живлення і району вилову.

     Жири  морських риб порівняно з жирами прісноводних риб мають у своєму складі значно більше поліненасичених жирних кислот. Кількість цих кислот збільшується при виснаженні риби в період інтенсивного розвитку гонад і нересту. Жири риб, які живуть у холодних водах, мають у своєму складі більше ненасичених жирних кислот, ніж жири теплолюбних риб. Особливо багато ненасичених жирних кислот, у тому числі поліненасичених у жирі оселедцевих. Є певна залежність між вмістом ліпідів у рибах і їхнім складом. У жирних і середньожирних рибах переважають тригліцериди, а в маложирних – фосфоліпіди (фосфатиди). Наприклад, вміст тригліцеридів та фосфатидів у м'ясі скумбрії тихоокеанської, яка належить до жирніших риб, перебуває відповідно в межах 80 – 89 і 6,0 – 6,2 % загальної кількості ліпідів. У м'ясі коропа (середньожирна риба) вміст цих речовин становить 58 – 60 і 17,5 – 8,0 %. У м'ясі щуки (нежирна риба) до 44,5 – 45,0 % фосфатидів і лише 27,5 – 28,0 % тригліцеридів. Відносний вміст фосфатидів у м'ясі риби протягом року залишається постійним, тоді як вміст тригліцеридів значно коливається. У період нагулу кількість тригліцеридів значно збільшується, а під час нересту, навпаки, зменшується. Наприклад, у м'ясі атлантичної скумбрії вміст усіх ліпідів у грудні та червні становить відповідно 21,6 – 24,1 і 3,9 – 9,1 % від маси м'яса. Вміст фосфатидів у ці місяці перебуває в межах 0,52 – 0,55 і 0,40 – 0,56 %, а тригліцеридів відповідно 20,1 – 22,9 і 2,6 – 7,9 %. Залежно від співвідношення між кількістю тригліцеридів і фосфоліпадів змінюється відносний вміст поліненасичених жирних кислот у жирі риб, причому із збільшенням кількості фосфатидів вміст цих кислот зростає.

     Жири  риб, на відміну від жирів наземних тварин, при кімнатній температурі мають рідку консистенцію, що пояснюється наявністю в їхньому складі великої кількості ненасичених жирних кислот. Густина жиру риб перебуває в межах 0,92 – 0,93 г/см³. При підігріванні до температури 200 °С і вище жири риб розпадаються з виділенням акролеїну та інших продуктів розпаду, які мають неприємний запах. Число омилення жирів м'яса різних видів риб коливається від 180 до 195, а йодне – від 103 до 176.

     Внаслідок високої ненасиченості жири риб  легко зазнають полімеризації та окиснення, що має велике значення при обробці риби та зберіганні рибних продуктів (морожених, солених, копчених, в'ялених, сушених). При окисленні жиру утворюються пероксиди, альдегіди, кетони, оксикислоти та низькомолекулярні жирні кислоти, причому деякі з цих речовин токсичні

     У тканинах риб є речовини, які відіграють роль антиокислювачів (інгібіторів  окиснення). До них належать вітаміни групи Е (токофероли).

     Вуглеводи. У тулубних м'язах риб у невеликій кількості є полісахарид глікоген (тваринний крохмаль). Глікоген входить до складу міофібрил і саркоплазми. Це важливий енергетичний матеріал м'язів риби, який витрачається при м'язовій роботі та накопичується в період відпочинку. У процесі м'язової роботи глікоген зазнає анаеробного гліколітичного розпаду з утворенням молочної кислоти, тому в свіжих м'язах поряд з глікогеном завжди є молочна кислота. У м'язах вгодованої риби глікогену більше, ніж у м'язах виснаженої та стомленої У м'язах рухливих риб, наприклад, оселедцевих, глікогену накопичується більше, ніж у малорухливих (наприклад, камбалових). Після смерті риби глікоген, який знаходиться в м'язах, розпадається з поступовим утворенням молочної кислоти. Вміст глікогену та молочної кислоти в м'ясі свіжої риби навіть одного виду може коливатися в дуже широкому діапазоні. Це пояснюється великою лабільністю вуглеводної системи риб. У м'ясі різних риб виявлено від 0,05 до 0,85 % глікогену та 0,005–0,43 % молочної кислоти. У ньому в незначній кількості є також проміжні продукти вуглеводневого обміну(глюкоза, піровиноградна, фосфоргліцеролова та інші кислоти).

     Хоча  в м'ясі риб знаходиться невелика кількість вуглеводів, вони значною мірою впливають на смак, запах і колір готового продукту. Вуглеводи надають солодкуватого присмаку м'ясу риб і бульйонів. Продукти гідролізу білків та вуглеводів зумовлюють колір м'яса риби при термічній обробці.

     У сполучній тканині м'язів риби, у шкірі та кістках містяться комплексні полісахариди – мукополісахариди, до складу яких входять гексозаміни. При нагріванні в кислому середовищі мукополісахариди, які містяться у тканинах риб, зазнають гідролізу. При цьому вивільнені гексозаміни реагують з амінокислотами. Меланоїдини, які утворюються внаслідок реакції, сприяють потемнінню риби в томатному та інших соусах. Вміст гексозамінів у м'ясі риби становить приблизно 45 % всієї маси мукополісахаридів і перебуває в межах 13 – 109 мг %. У зв'язку з тим, що вміст вуглеводів у м'ясі риб незначний, їх, як правило, не враховують при визначенні харчової цінності риб.

     Загальна кількість Фосфору (органічного та неорганічного) у м'ясі риб перебуває в межах 0,2 – 0,25 %. Вміст Сульфуру коливається від 0,02 до 0,28%. Цей елемент входить до складу м'язових і сполучно-тканинних білків, які містять такі амінокислоти: цистеїн, цистин, метіонін. Натрій, Калій, Кальцій, Магній та Хлор входять до складу саркоплазми м'язових волокон, міжклітинної рідини та крові. Калій, Магній та Кальцій містяться також у комплексі з білками, зокрема з міозином і актином. Ферум є складовою частиною гемоглобіну крові, м'язового гемоглобіну (міоглобіну) та деяких окисних ферментів. У складі тканинних ферментів виявлено також Марганець, Молібден, Цинк і Мідь. Мідь входить до складу крові. Кобальт є складовою частиною важливого антианемічного вітаміну В₁₂. Йод є в складі гормонів. Разом із Хлором, Бромом та Фосфором він міститься у вигляді солей, розчинених у тканинних рідинах. Важливою відмінністю між морськими і прісноводними рибами є повна відсутність або дуже малий вміст у м'ясі останніх Йоду та Брому. Кількісний вміст окремих хімічних елементів у різних видів риб може істотно відрізнятися. Вміст окремих мінеральних елементів у м'ясі змінюється залежно під фізіологічного стану риби.