Биохимия мяса

         Про інтенсивність  гідролізу судять насамперед за вмістом  вільних (неетерифікованих) жирних кислот (НЕЖК). Відомо, що НЕЖК – один із факторів, що ініціюють процес денатурації, встановлено  також тісний зв’язок між її інтенсивністю  і мірою накопичення НЕЖК у  білках м’яса і птиці. Загальний  рівень накопичення НЕЖК і їх якісний  склад під час холодильного зберігання продуктів тваринного походження залежать від складу тканинних ліпідів, умов і тривалості зберігання активності ліполітичних ферментів, джерела утворення  НЕЖК, типу м’язів, видових відмінностей та інших факторів.

         Якість і кількість  НЕЖК, що накопичується внаслідок  гідролізу ліпідів, істотно впливають  на швидкість і глибину їх подальшого окиснення. Чим вища швидкість накопичення  і міра їх не насиченості,тим інтенсивніше проходить процес окиснення, тобто  такий жир псується раніше. Саме цим визначаються відмінності у  термінах зберігання птиці, м’яса і  м’ясопродуктів, причому вони різні  навіть для одного виду продукту. Позаяк процеси окиснення жирів відносяться  до типу ланцюгових реакцій, то зі збільшенням  термінів зберігання м’яса ступінь  окиснення збільшується, що визначається накопиченням перекисів, а також  вторинних продуктів окиснення, які можуть взаємодіяти з білками.

         Взаємодія перекисних радикалів жирних кислот з білками, як уже зазначалося, веде до утворення  різного роду полімерів – білків і перекисів жирних кислот або (якщо перекисні радикали жирних кислот ініціюють  утворення вільних радикалів  у білках) полімерів самих білків. [4] 
 

         Механізм  і хімізм змін після  забою тварин

         Після забою тварин склад і властивості тканин, і  в першу чергу м’язової, суттєво змінюється. Внаслідок зупинки надходження кисню та зупинки процесів синтезу деорганізується обмін речовин та енергії в тканинах. Зворотні прижиттєдіяльні процеси стають назворотніми і протікають завжди в одному напрямку – розпаду.

         Під дією власних  ферментів клітин відбувається розпад тканевих компонентів – автоліз.

         Роль кожної системи  на різних стадіях автолізу різна. В  період розвитку и дозволи того, що заклякнуло головну роль відіграє ферментативна система, яка каталізує процеси скорочення та послаблення м’язових волокон. На швидкість і глубину автоліза впливає стан тварин перед забоєм (втома, виснаженість, хвороби).

         З автолітичними  перетвореннями пов’язані зміни  якісних характеристик м’яса: механічна  міцність, рівень водозв’язуючої  здібності, смак, колір, аромат, стійкість до мікробіологічних процесів.

         З припиненням життя  тварини відразу ж починаються  автолітичні перетворення жирової  тканини. Зниження температури приводить  до затвердіння жиру. Жири піддаються дії м'язових ліпаз. Оптимум їх дії  лежить в слаболужній зоні (рН 7,3 – 7,5). Чим вище запаси глікогену  в м'язах, тим інтенсивніше його розпад, пониження рН і зниження активності ліпаз.

         При зберіганні жирової  тканини цілісність клітинних мембран, у тому числі лізосом, порушується. Це приводить до виходу з них гідролітичних  ферментів, зокрема ліпази, оптимум  дії якої нижче за оптимум дії  м'язової ліпази і лежить в межах  рН 4,0 – 4,5. Таким чином, гідролітичне розщеплювання жирів продовжується  в післязабійний період досить активний.  В результаті ступінчастого гідролізу йде розпад трігліцерідів до ді- і моногліцеридів і вільних жирних кислот:

CH₂ – COOR₁                 CH₂ – OH                                          CH₂ - OH

CH – COOR₂  + H₂O       CH – COOR₂    + R₁ – COOH  …   CH – OH  +    Жирні

CH₂ – COOR₃                  CH₂ – COOR₃                                   CH₂ – OH       кислоти

Тригліцериди  +  вода           Дигліцериди  + Жирна кислота … Гліцериди + жирна кислота

         Розвиток гідролізу  має як позитивне, так і негативне  значення. З одного боку, появу невеликої  кількості вільних жирних кислот не викликає зміна запаху і смаку, підвищує здатність жиру, що емульгує, сприяє кращому засвоєнню його в  організмі; з іншої – продукти гідролізу каталізують хід окислювальних  процесів, небажаних в умовах м'ясного виробництва. Знижують температуру  димоутворення.

         Процес окислення  ліпідів починається з утворення  вільних радикалів, до яких відносно легко приєднується вільний кисень. Вільні радикали можуть виникати під  дією різного роду ініціаторів окислення, якими можуть бути енергія світла або інших типів випромінювання, теплова енергія, метали із змінною  валентністю, а також багато хімічних речовин, здатних відщеплювати водень із зв'язку  R – H.

         Навіть при високих  значеннях пероксидного числа в  жирах не створюється відчуття згірклості. Дана ознака з'являється при перетворенні нестійких пероксидов на з'єднання, що володіють згірклим смаком і запахом  і звані вторинними. При цьому  протікають всілякі реакції, в результаті яких накопичуються оксисполуки, альдегіди, кетон, низькомолекулярні кислоти  і ін.

         Окислювальні зміни  жирів в процесі зберігання і  переробки можуть протікати з  різною швидкістю, завглибшки і спрямованістю  залежно від природних властивостей жиру і умов окислення.

         Процес окислення  жирів сильно прискорюється у  присутності каталізаторів. Ними можуть бути легкоокисляющиеся метали –  залізо, мідь, олово, свинець, що потрапляють  в жири в процесі їх технологічної  переробки, а також органічні  сполуки, що містять залізо, - гемоглобін, міоглобін і ін. Гидропероксиди при  контакті із залізом розпадаються з  утворенням вільних радикалів, що ініціюють  подальші реакції окислення:

         Fe²⁺ + ROOH    Fe³⁺ + RO + OH;

         Fe³⁺ + ROOH     Fe²⁺ + ROO + H.

         Метали можуть прискорювати окислення ліпідів, взаємодіючи  з антиоксидантами, які в зв'язаному  стані не можуть знижувати швидкість  утворення вільних радикалів. Дуже активними каталізаторами є ферменти мікроорганізмів.

         Процес окислення  жирів прискорюється під впливом  світла, особливо в ультрафіолетової області.

         Про початок і  глибину окислення жиру судять по величині перекисного числа. У свіжому  жирі пероксидов немає. На початкових стадіях окислення в течії  деякого часу хімічні і органолептичні показники жиру майже не змінюються. Цей період називають індукційним. Після закінчення індукційного періоду  жир починає псуватися, що супроводиться  збільшенням перекисного числа  і зміною органолептичних властивостей жиру.

         Тривалість індукційного періоду залежить від масової  долі природних (каратіноїди, токофероли, лецитин, вітаміни А і До) або штучних (похідні фенолу, що містяться в  коптильному диму, деякі природні спеції або їх екстракти, бутілоксианізол, бутілокситолуол) антиокислювачів, природи  жиру і умов зберігання. [23]

         Важливим після  забійним процесом є дозрівання м’яса  в результаті якого відбувається суттєве покращення органолептичних  та технологічних характеристик. На цьому етапі головну роль грають автолітичні перетворення білків, ліпідів, вуглеводів, нуклеотидів під дією тканєвих лізосомальних ферментів. 
 
 

         Шляхи продовження збереження м'яса.

         Псування харчової сировини – результат складних фізико-хімічних та мікробіологічних процесів: гідролітичних, окисних, процесів розвитку мікробної  флори. Вони щільно пов'язані між собою.  Псування продуктів призводиь до зниження їх якості, накопиченню в них шкідливих речовин. Це призводить до того, що продукт стає непридатним до споживання.

         М'ясні вироби на основі субпродуктів легко піддаються мікробному псуванню, є сприятливим середовищем  для розвитку мікроорганізмів. Наприклад, фарш більш схильний до псування, унаслідок  інтенсивного автоокислення ліпідів, оскільки технологія виробництва фаршу  не передбачає введення в нього нітриту  натрію.

         Ліпіди – найуразливіші  компоненти м'яса і продуктів  тваринного походження,  а також  негативні наслідки їх окислення, необхідно  приділяти особливу увагу гальмуванню  цих процесів. Способи і прийоми  захисту жиру від окислювального псування засновані на дотриманні оптимальних  умов при його зберіганні, а також  на додаванні речовин, гальмівних його окислення, - антиокислювачів.

         Автоокислення ліпідів  відбувається в результаті їх взаємодії  з киснем, що міститься в повітрі  і продукті. Розвиток окислювальних  процесів приводить до появи в  жировмісних продуктах з'єднань перекисного характеру, альдегідів, кетону, низькомолекулярних кислот, оксикислот і так далі.  Розвиток небажаних присмаків і запахів є наслідком процесу накопичення карбонільних з'єднань (альдегідів, кетону).

         Для помітного зниження органолептичних властивостей м'ясних  продуктів досить утворення і накопичення в них незначних кількостей карбонільних з'єднань. [10 єто с моей курсовой]

         Одним з найбільш поширених наслідків окислення  ліпідів є зниження харчової цінності продукту унаслідок деструкції високонепредельних жирних кислот і жиророзчинних вітамінів. Таким чином, відбувається зміна  зовнішнього вигляду, запаху, смаку  продукту, знижується його харчова  цінність.

          Збереження харчової сировини та готової продукції досягається різними способами (зниження вологості, використання низьких температур), а також застосування харчових добавок (консерванти, антиоксиданти).[10]

         Консерванти – речовини, що продовжують строк збереження продуктів, захищає їх від псування, що визвано мікроорганізмами. Консервант повинен мати широкий спектр дії; бути ефективним проти мікроорганізмів, що містяться в даній харчовій системі; залишатись в продукті на протязі всього строку збереження; в першу чергу уповільнювати утворення токсинів; не проявляти вплив на органолептичні властивості харчового продукта; бути технологічним; бути дешевим.

         Антиоксиданти –  речовини, що затримують окиснення  ненасичених жирних кислот, що входять  у склад ліпідів (масел та жирів). [15]

         Окиснення - складний процес, що протікає по радіально-ланцюговому  механізму. На швидкість процесу  впливає багато факторів. Накопичення  продуктів окиснення в маслах та жирах, в жировій фракції харчових продуктів приводить до зміни  властивостей, зниженню харчової цінності, псування.

         Антиоксиданти –  це з’єднання, що захищають клітини (а точніше мембрани клітин) від  потенційно шкідливих ефектів чи реакцій, які можуть викликати надмірне окиснення в організмі. [11]

         На нашій планеті  практично завжди процеси розпаду відбуваються з участю кисню шляхом окиснення. Іржавіє залізо – це окиснення. В лісі гниють опавши листя – це окиснення. Ми хворіємо, поступово старіємо і це, дуже приблизно звичайно, можна назвати процесом окиснення.

         В організмі існує  система антиоксидантного захисту, яка поділяється на первину (антиоксиданти-ферменти) та вторинну (антиоксиданти-вітаміни). Ця система працює у нас з народження, на протязі всього життя, ослаблюючись поступово з роками. Тому виникає  необхідність їх підтримувати. [15]

         Як працюють антиоксиданти?

         Ферменти (первинний антиоксидантний захист) займається «прибиранням» активних форм кисню. Вони перетворюють активні форми кисню у пероксид водню і в менш агресивні радикали, а потім вже їх перетворює в воду та звичайний, корисний кисень.

         Антиоксиданти-вітаміни (вторинний антиоксидантний захист) називають «загасниками». Вони «гасять» агресивні радикали, забирають надлишок енергії, гальмують розвиток цепної реакції утворення нових радикалів.

         До них відносяться:

• Водорозчинні вітаміни – вітамін С, Р (біофлаваноїди – рутин, кверцетин, цитрин, гесперідін, аскорутин);
• Жиророзчинні вітаміни – вітамін А, бета-каротин, Е, К;
• Інші з’єднання – сірковмісні амінокислоти (глютатион, цистеїн, метионін), цитохром С, желатин, спирт в мікродозах, мікроелементи – селен, цинк.

         Велике значення мають мідь, марганець та залізо. Дуже важливо пам’ятати, що антиоксиданти  працюють добре тільки тоді, коли вони працюють в групі, підтримуючи один одного. [17]

         У присутності повітря  під дією тепла і світла всі органічні сполуки залежно від будови молекул, повільно або швидко, але окислюються і, кінець кінцем, перетворюються на СО₂, Н₂О і інші прості речовини. Природно, що складні органічні сполуки їжі не можуть бути виключенням з цього правила. Особливо швидко піддаються цьому розпаду жири, у складі яких є слабкі водневі для вуглецю зв'язки. Такими реакційно здібними є СН-зв’язки, розташовані всередині молекул поліненасичених жирних кислот, наприклад пальмітолеїнової, олеїнової, віолевої, ліноленової, арахідонової та арахідонової. Вони містяться не тільки в нейтральних жирах, а й у фосфоліпідах, гліколіпідах, стероїдах, каротиноїдах та інших з’єднань, що входять у склад їжі.[15]