Биохимическая сущность созревания мяса. Изменение микрофлоры в процессе созревания

     На  втором этапе сегментации подвергаются большинство мышечных волокон. Как и на первом этапе, эндомизий волокон, а в сегментах структура ядер, поперечная и продольная исчерченность продолжают сохраняться. Наконец, на третьем этапе (фаза глубокого автолиза) обнаруживается распад сегментов на миофибриллы, а миофибрилл на саркомеры.

     Саркомеры при микроскопии срезов, сделанных из мяса, прошедшего три этапа созревания, просматриваются в виде зернистой массы, заключенной в эндомизий.

     Морфологические и микроструктурные изменения в  тканях также являются причиной размягчения  и разрыхления мяса в процессе его созревания, благодаря чему пищеварительные  соки более свободно проникают к  саркоплазме, что улучшает ее переваримость. Необходимо отметить, что соединительнотканные белки при созревании мяса почти не подвергаются протеолитическим процессам. Поэтому при равных условиях созревания нежность различных отрубов мяса одного и того же животного, а также одинаковых отрубов различных животных оказывается неодинаковой; нежность мяса, содержащего много соединительной ткани, невелика, а мясо молодых животных нежнее, чем старых.

       В результате комплекса автолитических превращений различных компонентов мяса при его созревании образуются и накапливаются вещества, обусловливающие аромат и вкус созревшего мяса. Определенный вкус и аромат придают созревшему мясу азотсодержащие экстрактивные вещества — гипоксантин, креатин и креатинин, образующиеся при распаде АТФ, а также накапливающиеся свободные аминокислоты (глутаминовая кислота, аргинин, треонин, фенилаланин и др.). В образовании букета вкуса и аромата, по-видимому, участвуют пировиноградная и молочная кислоты.[1]

     И. А. Смородинцев высказывал предположение, что вкус и аромат зависят от накопления в созревшем мясе легкорастворимых и летучих веществ типа эфиров, альдегидов и кетонов. В дальнейшем в ряде исследований показано, что ароматические свойства созревшего мяса улучшаются по мере накопления в нем общего количества летучих редуцирующих веществ. В настоящее время при помощи газовой хроматографии и масс-спектрометрического анализа установлено, что к соединениям, обусловливающим запах вареного мяса, относятся ацетальдегид, ацетон, метанол, метилмеркаптан, диметилсульфид, этилмеркаптан и др.[13]

     При повышении температуры (до 30 °С), а  также при длительной выдержке мяса (свыше 20—26 суток) в условиях низких плюсовых температур ферментативный процесс созревания заходит так глубоко, что в мясе заметно увеличивается количество продуктов распада белков в виде малых пептидов и свободных аминокислот. На этой стадии мясо приобретает коричневую окраску, в нем увеличивается количество аминного и аммиачного азота, происходит заметный гидролитический распад жиров, что резко снижает его товарные и пищевые качества.

     Биохимические процессы, происходящие при созревании в мясе больных животных, отличаются от биохимических процессов в мясе здоровых животных. При лихорадке и переутомлении энергетический процесс в организме повышен. Окислительные процессы в тканях усилены. Изменение углеводного обмена при болезнях и переутомлении характеризуется быстрой убылью гликогена в мускулатуре. Поэтому почти при всяком патологическом процессе в организме животного содержание гликогена в мышцах сокращается. Поскольку гликогена в мясе больных животных меньше, чем в мясе здоровых, то и количество продуктов распада гликогена (глюкозы, молочной кислоты и др.) в мясе больных животных незначительное.[3] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Интенсификация и тендеризация созревания мяса – влияние на технологические свойства

     Для ускорения процесса созревания мяса, а также с целью повышения нежности и уровня водосвязывающей способности сырья, содержащего грубые мышечные волокна, значительное количество соединительной ткани, имеющей жесткую консистенцию, в практике мясного производства используют различные способы. Их условно подразделяют на физические, химические, механические, биологические.[3]

     Рисунок 2. Способы воздействия на мясное сырье с целью интенсификации биохимических процессов 

Физические  способы

     Воздействие на мясо повышенных температур при хранении. Применение повышенных температур среды при выдержке мяса позволяет существенно сократить период созревания.  

     Следует, однако, иметь в виду, что использование  повышенных температур сопровождается вероятностью микробиологической порчи сырья, в связи, с чем возникает необходимость проведения процесса созревания в условиях воздействия УФ-излучателей, либо с введением в мясо антибиотиков (лимонная кислота, окситетрациклин).

     Воздействие на мясо высоких (в  пределах 140-150 МПа) давлений сопровождается распадом актомиозинового комплекса на актин и миозин по механизму, аналогичному с процессом разрешения посмертного окоченения, что обеспечивает повышение нежности мяса.

     Воздействие на мясо ультразвуковой вибрации (частота 15 кГц в течение 1-30 минут) приводит к нарушению целостности, как мышечных волокон, так и элементов соединительной ткани.

     Воздействие на мясо импульсов  переменного электрического тока (электростимуляция) дает возможность, в значительной степени, ускорить процесс созревания, уменьшить вероятность развития холодного сокращения мышц, повысить нежность и сортность мяса. Проведение электростимуляции непосредственно, после закалывания обеспечивает более полное обескровливание мяса.

     Электростимуляция приемлема для применения для  всех видов скота, но наилучший эффект обеспечивает при обработке как туш, так и отдельных отрубов крупного рогатого скота.

     Принцип электростимуляции основан на уменьшении запасов энергии в мышцах в виде АТФ посредством искусственно вызываемого сокращения мышц при воздействии электрических импульсов. При этом в 2-2,5 раза увеличивается скорость гликолиза, ускоряется начало наступления процесса окоченения, интенсифицируется ферментативный распад мышечных волокон.

     Наилучшая эффективность обработки при  применении электростимуляции, непосредственно, после закалывания (не позже, чем через 1,5 часа после оглушения) пока нервная система животного в состоянии воспринимать электрические импульсы и вызывать сокращение мышц. Использование электростимуляции позволяет сократить продолжительность созревания говядины при 0-2 градусах до 5-7 суток.[15]

     Тендеризация  мяса может быть поверхностной и объемной. При объемной тендеризации мясное сырье прокалывается или надрезается по всему объему различными режущими или колющими вальцами. При поверхностной тендеризации воздействие на мясное сырье осуществляется в процессе прохождения между двумя вальцами, разрезается ножами с двух сторон, тем самым обеспечивается максимальная площадь для экстракции белка.

     Вальцы  могут иметь различную форму  и выполняются  из различных материалов. Форма вальцов зависит от загружаемого продукта.

     Размягченное  таким интенсивным способом мясное сырьё приобретает дополнительные связывающие свойства.

     Во  время тендеризации происходит частичное разрушение мышечных волокон, интенсивно разрыхляя мясо, в результате чего на поверхность выделяется экссудата. За счет меж молекулярного взаимодействия мышечных белков находящихся в экссудате,  тендеризация выравнивает куски и способствует их скреплению, что необходимо при производстве, к примеру, ветчины.

     Увеличившаяся контактная поверхность мясного сырья, после тендеризации придает мясному сырью дополнительные связующие свойства: выделившиеся белки активно связывают воду, что уменьшает усадку при тепловой обработке и способствует увеличению произведенной продукции.

     Последующее обработка мясного сырья рассолом и специями, увеличивает срок хранения мясного изделия, положительно сказывается  на вкусовых свойствах. После обработки  мяса тендеризатором, время массирование существенно уменьшается.[3]

     Существует  несколько способов тендеризации:

     Химические  способы

     Данные  способы тендеризации основаны на введении в мясо под давлением (2 ÷ 7 х 10⁵ Па) различных жидких и газообразных компонентов.

• Введение в парное мясо методом шприцевания воды (при температуре 38⁰С) в количестве 1-3% к массе туши сопровождается повышением нежности мяса и увеличением уровня водосвязывающей способности, в результате разрыва мышечных волокон и активации деятельности гидролитических ферментов.
• Введение в парное мясо водных растворов хлорида натрия низких концентраций (около 0,9% NaCl) -задерживает образование актомиозинового комплекса, тормозит развитие посмертного окоченения.
• Введение в парное мясо водных растворов триполифосфатов и их смеси с хлоридом натрия способствует существенному повышению, как нежности мяса, так и его водосвязывающей способности.
• Введение в мышечную ткань газов (воздуха, смеси N2, С0₂ и СО) под давлением 2,1 х 10⁵ Па обеспечивает повышение нежности (вследствие разрывов грубых соединений, разрыхления мяса) и улучшает цвет сырья.

           Механические  способы

     Предназначены для обработки как парного, так  и охлажденного низкосортного сырья  и основаны на разрыхлении морфологических элементов мяса.

• Накалывание и отбивание мяса на различного рода устройствах, обеспечивает растяжение сокращающихся мышц, разрушение поверхностного слоя клеток, мембранных структур, разволокнение элементов мяса.
• Массирование и тумблирование (в условиях окружающей среды, повышенных температур, в присутствии рассолов, с применением вакуума) могут вызывать различную степень изменения свойств сырья.

     В начальных стадиях массирования и тумблирования основные изменения  относятся к состоянию мышечной ткани: идет разрушение мембран, набухание миофибриллярных белков, нарушение связей между актином и миозином. Нежность и водосвязывающая способность мяса на этой стадии повышается незначительно и технологический эффект похож на поверхностную тендеризацию. При увеличении продолжительности механической обработки, мышечные волокна набухают по всей толщине куска, с образованием мелкозернистой белковой массы в областях нарушений структуры мышечных волокон, водосвязывающая способность и нежность увеличиваются.

     Мясо, с относительно мягкой консистенцией (свинина, птица) предпочтительно обрабатывать в массажерах; жесткое мясо (говядина, баранина) - в тумблерах, где более выражено проявляется эффект ударного воздействия.

     Эффективность массирования и тумблирования зависит от типа установки, конструкции ёмкости, частоты её вращения, объёма загрузки, состояния и структуры сырья, размеров кусков и других факторов.

     К недостаткам механических способов обработки следует отнести большую  вероятность микробиологической обсемененности и возможные потери при тепловой обработке. С целью увеличения выхода изделий, приготовленных из сырья, подвергнутого механической тендеризации, следует применять его совместно с изолятами соевых белков.[5]

     Биологические способы основаны на обработке сырья протеолитическими ферментными препаратами микробного (теризин, субтилизин, оризин, протосубтилин, мезентерии и др.), растительного (фицин, бромелин, папаин) или животного (трипсин, пепсин, химотрипсин) происхождения, проявляющих активность в диапазоне рН среды 3,9-9,0.

     Действие ферментов основано на гидролизе пептидных связей мышечных белков, размягчении грубых волокон и соединительной ткани, что обеспечивает существенное повышение нежности мяса, улучшает органолептические показатели и выход готовой продукции. Активность ферментов и полученный эффект тендеризации зависят от вида используемого сырья и препарата, температуры и рН среды, наличия солей, продолжительности воздействия, концентрации фермента.