Шпаргалка по "Биологии"

19 Распад  АТФ и КФ

Распад АТФ имеет  определяющее значение на состояние  миофибриллярных белков.Уровень  содержания АТФ в мышечной ткани является совокупным результатом ее синтеза в процессе гликолиза и гидролитического распада под действием миозиновой АТФ-азы.  АТФ гидролизуется с образованием АДФ и свободного неорганического фосфата, а освобождающаяся химическая энергия превращается в химическую энергию мышечного сокращения. Проявление ферментативной активности миозина может быть обеспечено при наличии в системе нужной концентрации ионов Са²⁺. Их выделение из саркоплазматического ретикулума связано с накоплением молочной кислоты. По мере понижения содержания полисахарида, ничинает преобладать гидролиз АТФ, что приводит к резкому снижению ее количества и способствует развитию мышечного сокращения. Наряду с АТФ сразу же после убоя распадается КФ с переносом фосфата на АДФ, т.е. происходит синтез АТФ. Эта реакция на первых ступенях автолиза также способствует повышению уровня АТФ. Учитывая  значение АТФ в развитии гликолиза и при сокращении мускулов установлено, что скорость развития окоченения зависит от количества АТФ, содержащейся в мускулах.  Количество АТФ в мышечной ткани зависит от ее синтеза в процессе гликолиза и образования в результате распада КФ. Этот синтез в некоторой степени уравновешивается расщеплением АТФ миозином. Таким образом, при наличии в тканях резервов гликогена полный распад АТФ не происходит и мускул не переходит в состояние полного окоченения. Высокое содержание гликогена в мышцах задерживает распад АТФ из-за большой продолжительности гликолитического цикла, поэтому развитие процесса окоченения задерживается во времени.

20 Образование  актомиозинового комплекса при  посмертном окочанении

Важнейшее значение для качественных показателей мяса имеет образование актомиозинового  комплекса. Непосредственно после  убоя при достаточно высоком содержании АТФ актин находится в глобулярной форме и не связан с миозином. При этом волокна мышечной ткани расслаблены, сократительные балки обладают высокой степенью гидратации, т.е. в их структуре имеется большое количество свободных гидрофильных центров. Пусковым механизмом превращений миофибриллярных белков является увеличение концентрации ионов Са²⁺ в мышечной ткани (за счет выделения их из каналов саркоплазматического ретикулума). В результате этого проявляется АТФ-азная активность миозина и устраняется блокирующее действие тропонина и тропомиозина. Энергия распада АТФ стимулирует взаимодействие миозина с Ф-актином, в результате чего длина саркомеров уменьшается на 20-50% от исходной величины, что приводит к развитию мышечного окоченения. Указанное явление сопровождается резким уменьшением ВСС мяса и увеличением механической прочности мышечных волокон. Механизм дальнейших изменений миофибриллярных белков, приводящий к разрешению мышечного окоченения изучен недостаточно. В настоящее время установлено присутствие в мышечной ткани протеазы, вызывающей дезагрегацию структуры миофибрилл в области   Z-линий при наличии ионов Са²⁺    Протеаза получила название кальций-активирующий фактор (КАФ). КАФ наиболее активен при нейтральном значении рН. КАФ вызывает ограниченное расщепление белков при автолизе мяса. Важная роль в регулировании количества ионов Са²⁺ принадлежит кальмодулину.  Это белок обратимо взаимодействует с Са²⁺ и служит посредником  во многих ферментативных реакциях, зависящих от концентрации ионов Са²⁺. Механизм взаимодействия актина и миозина – см.  «Сокращение и релаксауия мышц».  Основное отличие – при развитии посмертного окоченения отдельные волокна мышечной ткани неравномерно переходят в состояние посмертного окоченения, что обусловлено различной локализацией ферментов.

21.  Формирование  консистенции (нежности) мяса при  созревании мяса

В зависимости от времени, истекшего от убоя и изменения качественных показателей, автолитические изменения мяса условно разделяют на три последовательных фазы: посмертное окоченение,  созревание  глубокий автолиз. Процесс созревания мяса – это совокупность изменений его свойств, обусловленных развитием автолиза, в результате которых мясо приобретает хорошо выраженный аромат и вкус, становится мягким и сочным, более влагоемким, более доступным действию пищеварительных ферментов в сравнении с мясом в состоянии посмертного окоченения.  При созревании формирование консистенции (нежности) мяса мяса обусловлено комплексом ферментативных процессов.  При созревании изменяется состав и состояние основных компонентов мяса.   На первых стадиях созревания происходит частичная диссоциация актомиозинового комплекса, одной из причин которой является увеличение в этот период количества легкогидролизуемых фосфатов и воздействие тканевых протеаз.      Увеличение нежности мяса обусловлено изменением структуры, т.е. распадом миофибрилл. При распаде актомиозина увеличивается число гидрофильных центров миофибриллярных белков, в результате чего наблюдается рост ВСС мышечной ткани. Смещение рН в кислую сторону способствует разрушению лизосомных мембранн, что сопровождается увеличением общей активности тканевых катепсинов. Это создает условия для протеолитического гидролиза мышечных белков на стадии созревания мяса. Под их воздействием наиболее заметным изменениям подвергаются белки саркоплазмы.  Расщепления небольшого количества пептидных связей миофибриллярных белков под действием катепсинов, достаточно для разрыхления структур и увеличения нежности мышечной ткани. На изменение нежности мяса также влияет количество и состояние компонентов соединительной ткани. В период созревания их лабильность увеличивается, т.к. из лизосом высвобождаются гидролитические ферменты.  Это в значительной степени определяет гидротермическую устойчивость коллагена: чем более лабильно основное вещество соединительной ткани, тем легче разваривается коллаген.  В процессе созревания различные компоненты мяса претерпевают неодинаковую степень превращений, характерным образом влияющих на изменение нежности мяса. Поэтому, при равных условиях созревания различных отрубов мяса одного и того же животного, а также одинаковых отрубов разных животных, нежность оказывается различной. В мясе, содержащем много соединительной ткани, нежность относительно невелика. Такое мясо требует более длительного созревания. Созревание мяса молодых животных протекает быстрее, чем старых. В мышцах молодняка более интенсивны процессы прижизненного метаболизма; более высокая концентрация гидролитических ферментов, у них более высокая лабильность основного вещества соединительной ткани. Это обеспечивает повышение нежности мяса молодняка в более короткие сроки. В мясе больных и усталых животных автолитические изменения менее глубоки и менее выражены, чем в мясе здоровых и отдохнувших животных. Удаление мускула из туши приводит при последующем созревании к замедлению улучшения консистенции.

22. Формирование  вкусоароматических веществ при  созревании мяса. Продолжительность  созревания мяса.

Развитие ферментных процессов при созревании  мяса приводит к появлению в нем  веществ, влияющих на вкус и аромат готовых мясопродуктов, этими соединениями являются продукты распада:  белков и пептидов (глютаминовая  кислота, треонин, серосодержащие аминокислоты и т.д.) нуклеотидов (миозинмонофосфорная кислота, миозин, рибоза)  углеводов (глюкоза, фруктоза, молочная и пировиноградная кислоты) липидов (низкомолекулярные жирные кислоты) Среди летучих компонентов, определяющих аромат продуктов из созревшего мяса, обнаружены: жирные кислоты, карбонильные соединения, спирты, эфиры. Существенную роль в формировании  запаха играют серосодержащие соединения, предшественниками  которых являются цистин, цистеин, метионин. На образование вкуса и аромата влияют сахароаминные реакции или реакции неферментного потемнения при тепловой обработке мяса, в котором участвуют редуцирующие сахара, аминокислоты, белки, альдегиды, возникающие в результате превращения  жирных кислот. Несмотря на сравнительно небольшое относительное содержание азотистых экстрактивных веществ, их роль в питании значительна, так как они включают вкусовые, ароматические и биологически активные вещества. Сырое мясо обладает слабым кисловатым запахом и вкусом. Специфический аромат и вкус присущие каждому виду мяса, появляются лишь после тепловой обработки. В сыром мясе содержатся компоненты, которые, видоизменяясь при нагреве, образуют ароматические и вкусовые вещества.  Азотистые основания представлены основаниями группы карнозина (карнозин, ансерин), основаниями группы креатина (креатин, креатинин, метилгуанидин), основаниями группы холина (холин, карнитин, бетаин) и пуриновыми и пиримидиновыми основаниями (аденин, гуанин, гипоксантин и др.) После убоя животного азотистые экстрактивные вещества и продукты их превращения участвуют в создании специфического вкуса и аромата мяса. Карнозин стимулирующе действует на секрецию пищеварительных желез. При жизни животного карнозин участвует в процессах окислительного фосфорилирования, что способствует образованию в мышце макроэргических фосфатных соединений (АТФ и КрФ). Содержание карнозина в скелетных мышцах различных убойных животных колеблется в широких пределах: у лошади оно составляет 70—180, коровы 14—265, свиньи 296, барана 96 мг%. В мышцах хорошо упитанных и тренированных животных карнозина содержится больше, чем в мышцах слабых животных, например у быка количество его достигает 1 %. Ансерин ему приписывают те же функции, что и карнозину. В мышцах убойных животных его содержание составляет 90—200 мг%. Карнитин. Его роль в превращениях мышечной ткани еще не достаточно ясна. Считают, что он является одним из источников метальных групп. В мышцах содержится 20-50 мг% карнитина. Холин. Он  необходим для образования фосфолипидов и ацетилхолина—соединения, играющего важную роль в процессе передачи нервного возбуждения при сокращении мышц. Свободный холин вызывает перистальтику кишечника. Как веществу, поступающему с продуктами питания, ему приписывается значение витамина Пуриновые основания, свободные аминокислоты представляет собой промежуточные продукты обмена белков. Наконец, часть азотистых экстрактивных веществ, например мочевина, мочевая кислота и аммонийные соли, является конечными продуктами обмена белков.  Свободные аминокислоты – их содержание  в мышечной ткани незначительно и не превышает 0,7% к ее массе. Их состав непостоянен и меняется с течением времени после прекращения жизни животного. Из прочих азотистых небелковых веществ наиболее важными являются креатинфосфорная (КРФ), АТФ, аденозиндифосфорная (АДФ), аденозинмонофосфорная, или адениловая (АМФ). инозиновая кислоты, глютатион, глютамин, мочевина, аммонийные соли. Специфичность запаха вареного мяса, связана с составом липидной фракции мышечной ткани, так как запах различных видов обезжиренного мяса мало отличается. Экспериментально доказана связь вкуса мяса с содержанием в нем свободной глютаминовой кислоты и свободных пуринов, в частности гипоксантина. Мясной экстракт (или навар) является лучшим возбудителям желудочного сока. Это обусловлено содержанием в МТ некоторых азотистых оснований (метилгуанидином, карнозином, карнитином). Продолжительность созревания мяса. Сроки созревания зависят от: вида животного температурного режима хранения  Продолжительность созревания при t =0 - 2°C для говядины составляет 10-15 суток, куры и гуси 5-6суток. Увеличение температуры позволяет сократить продолжительность созревание. Повышения скорости биохимической процессов в мясе можно достичь электростимулированием туш, в результате чего ускоряется реакции гликолиза. Низкое значение рН и высокая температура мяса спасет интенсивному течению ферментных реакций, вызывающих его размягчение и формирования вкусоароматических веществ.

23.  Изменение гидратации мышц, мышечных белков и коллагена при посмертром окоченени. Характеристика процессов при глубоком автолизе мяса, автолитические процессы в жировой ткани. Использование мяса в процессе автолиза.

Изменение гидратации мышц. Мышцы парного мяса находятся в состоянии очень высокой гидратации. В процессе развития посмертного окоченения происходит сильное падение ВСС мышечной ткани. В окоченевшем состоянии содержание в мясе прочноудерживаемой  влаги  уменьшается с 90% до 72-75% общей влаги мяса. Снижение ВСС мышечной ткани обусловлено: снижением pH к изоэлектрической точке в результате распада гликогена до молочной кислоты. уменьшением числа  гидрофильных центров сократительных белков в связи с образованием актомиозина  (главная причина) Изменение мышечных белков и коллагена при посмертном окоченении. Состояние мышечных белков определяют: консистенцию, способность связывать воду, а также эмульгирующие и адгезионные (липкость) свойство мяса. В ходе автолиза также претерпевают  изменения белки соединительной  ткани, развариваемость коллагена  максимальная в парном мясе, резко понижается  на стадии посмертного окоченения. Дальнейшее хранение мяса приводит к увеличению степени дезагрегации коллагена при нагревании. На гидротермическую устойчивость коллагеновых  волокон оказывает влияние состояния основного вещества соединительной ткани, которая на стадии посмертного окоченения наименее лабильна. Наряду с изменением свойств коллагена в ходе автолиза  под воздействием катепсина гидролизуется  эластин с образованием при длительном созревании растворимых продуктов. Характеристика процессов при глубоком автолизе мяса При хранении созревшего мяса в асептических условиях при низких температурах под влиянием  внутриклеточных ферментов автолитические процессы продолжаются, эта стадия называется глубокий автолиз (протеолиз). На этой стадии происходит распад основных частей ткани- белков и жиров. Во время созревания  не происходит существенного изменения белковых веществ. При глубоком автолизе тканевые ферменты (катепсины и пептидазы) усиленно катализируют разрыв пептидных связей белковых частиц  тем самым разрушая белки. При распаде белков некоторые их продукты имеют токсичные свойства. Под действием липаз интенсивный гидролитический распад липидов. При распаде белковых веществ происходит разрушение морфологических структурных элементов мышечной ткани, что обуславливает снижение жесткости мяса и увеличение отделение мясного сока. Изменяется окраска и вкус мяса – оно приобретает коричневый  оттенок и неприятный кислый вкус. На определенном этапе глубокого автолиза мясо может стать непригодным к употреблению в пищу. В практике глубокий автолиз практически не встречается, так как микробиальная порча наступает  раньше глубокого автолиза. Автолитические процессы в жировой ткани Послеубойное изменение жиросырья обуславливает также причины, что и автолитические изменения мяса, однако они играют второстепенную роль в формировании качества мяса. Изменение жировой ткани характеризует процессы, происходящие в самом жире, так как содержание белковых веществ в нем незначительно. Химические процессы, образующиеся при послеубойном изменении жировой ткани, ухудшает качество мяса.  По качественным показателям лучшим считается жир, полученный из жиросырья, переработанного сразу после убоя животного. Параллельно с изменением жира также изменяются белки, входящие в состав жировой ткани. Послеубойное изменение жира может быть разделено на: Химические - гидролиз и окисление жиров. Физические, к которому относится кристаллизация жира.Сразу же после убоя  жир находится в полужидком состоянии, а при понижении температуры в процессе кристаллизации глицеридов и насыщенных  жирных кислот происходит уплотнее жировой ткани. Использование мяса в процессе автолиза. Для производства большой группы вареных мясопродуктов целесообразно использовать парное мясо, белки парного мяса обладают наибольшей ВСС и змульгирующей  способностью, а развариваемость коллагена на этой стадии автолиза максимальна. Указанное обстоятельство обеспечивает высокий выход продукции и снижает вероятность возникновения дефектов при тепловой обработке. Серьезным преимуществом парного мяса является снижение энергозатрат и расхода холодильных площадей. На стадии посмертного окоченения мясо нельзя использовать в производстве любых видов  мясопродуктов, если невозможно использовать парное мясо, то лучшим считается использование охлажденного созревшего мяса.  

25. Характеристика процессов при  аэробной гнилостной порче мяса. Фосфоресценция и изменение окраски мяса. Плесневение мяса. Использование мяса с признаками фосфоресценции и плесневения

В аэробных условиях некоторые микробы, плесени и дрожжи обычно окисляют углеводы мяса полностью до СО₂ и Н₂О. Однако иногда могут накапливаться промежуточные продукты — различные органические кислоты. Это обусловливает некоторое подкисление тканей, но мало влияет на запах и вкус мяса. При анаэробных превращениях углеводов мяса могут образоваться: пирови-ноградная и молочная кислоты, СО₂, водород, этанол и бутанол, ацетон, уксусная и масляная кислоты. Некоторые из этих веществ оказывают влияние на вкус и аромат мяса. Следовательно, в процессе гнилостного разложения многие вещества мяса разрушаются, в нем появляются новые химические соединения или изменяется количественное содержание имеющихся. Все это существенно влияет на изменение цвета, запаха, вкуса, консистенции и пищевой безвредности мяса в сторону их ухудшения. При определенных условиях u мясе возможно развитие процессов брожения, однако ввиду низкого содержания углеводов оно бывает редко.  Молочнокислому брожению наиболее быстро подвергаются печень и мясо лошадей ввиду высокого содержания гликогена. Такое мясо характеризуется кисловатым н неприятным запахом, вкусом и измененной окраской. Развитие брожения может привести к непригодности мяса для потребления и переработки. Характерным признаком развития аэробной гнилостной порчи является образование слизи на поверхности. При низких плюсовых температурах срок появления ослизнения зависит от первоначальной микробной обсемененности поверхности мяса и относительной влажности воздуха. Высокая относительная влажность воздуха ускоряет слизеобразование. При температуре, близкой к - 1°С, слизеобразование резко тормозится  Ослизнение является одним из наиболее часто встречающихся видов порчи охлажденного мяса при хранении н транспортировке. Мясо, пораженное ослизнением, теряет товарный вид, вкус и аромат, его поверхность становится увлажненной и на ощупь липкой. Из красного мясо становится вначале бледным, а затем приобретает зеленоватый оттенок. В тушах с развитием процесса гнилостной порчи прежде всего зеленеет поверхность шеи.  Мясо, находящееся в состоянии аэробной гнилостной порчи, обладает неприятным, но не столь резким и отталкивающим запахом, как при анаэробной порче. Реакция среды рН 7,0—8,0. Консистенция мяса при аэробном разложении становится дряблой н тягучей. Ткани мясной туши обладают различной устойчивостью к гнилостному разложению. Сохранность мяса обусловлена содержанием в тканях воды, белков, минеральных солей, а также рН среды. Обычно анаэробное и аэробное гнилостное разложение мяса в чистом виде встречается относительно редко и оба вида порчи протекают одновременно.  ПЛЕСНЕВЕНИЕ МЯСА. На поверхности мяса и мясных изделий образуется белый, серый или серо-зеленый налет плесени со специфическим неприятным и относительно сильным запахом. Так как плесневые грибы являются типичными аэробами, то развитие их ограничивается исключительно поверхностью мяса. Плесени очень хорошо развиваются на созревшем мясе, рН которого 5,6—6,0. Они отличаются высокой устойчивостью к воздействию кислой среды. При рН, близком к 2,0, плесень не погибает. На развитие плесени влияет скорость циркуляции воздуха в камерах хранения. Плесени развиваются в первую очередь на участках туши, около которых затруднена циркуляция воздуха — на внутренней поверхности ребер, на паховых складках, на зарезе. Установлено, что количество плесени возрастает при увеличении общей обсемененности при убое животных и переработке мяса. Плесени развиваются на продуктах в условиях широкого температурного и влажностного диапазона. Поэтому они могут развиваться на поверхности мяса, высушенного до такой степени, когда развитие бактерий на нем невозможно. Этим объясняется, в частности, подверженность сушеного мяса плесневению и устойчивость его против гнилостного разложения. Плесень поражает только поверхность мяса, проникая в ткани на глубину более 2 мм. В связи с тем, что при развитии плесени возможно образование токсина, непригодным для потребления считается мясо, в котором под влиянием плесеней произошли заметные изменения. Эти участки мяса следует удалять. При плесневении в результате гидролиза белков, дезаминирования аминокислот снижается пригодность мяса для потребления. Образующийся при этом аммиак вызывает сдвиг реакции среды в щелочную сторону. В связи с этим при развитии плесени резко снижается устойчивость мяса к гнилостному разложению. Некоторые виды плесени могут быть опасными для потребителя, в частности, установлено, что плесень Мuсог, обнаруженная на мясе и в пряностях, обладает сильным токсическим действием. Некоторые микотоксины обладают канцерогенным действием. ФОСФОРЕСЦЕНЦИЯ И ИЗМЕНЕНИЕ ОКРАСКИ МЯСА. Фосфоресцирующее мясо излучает лучи средней длины волны. Окраска их голубоватая, зеленовато-желтая, изумрудно-серебряная, сине-белая. Фосфоресценция обусловлена развитием светящихся бактерий, являющихся типичными аэробами; мясо заражается ими при хранении в камерах хранения. Светящиеся бактерии поражают не только свежее мясо, мясные полуфабрикаты, но и колбасные изделия. Фосфоресценция появляется при наличии влажной среды через 3—4 сут. после убоя. При появлении первых признаков гнилостного разложения фосфоресценция прекращается, так как протеолитические бактерии инактивируют фосфоресцирующую микрофлору. Фосфоресценции противодействуют циркуляция воздуха, сдвиг реакции среды в кислую сторону и снижение температуры. На поверхности мяса возможно развитие пигментации. Изменения окраски поверхности мясных туш обусловлены развитием пигментирующих бактерий. Условием появления цветных пятен на поверхности туш является быстрое их обсеменение после убоя, т. е. до образования корочки подсыхания и полного охлаждения. Обсеменение цветообразующими бактериями может привести к нежелательным, резким изменениям окраски и запаха мяса. Мясо с наличием фосфоресценции и с измененной окраской пригодно для потребления, так как в этом случае не установлено образование токсинов. В связи с тем, что фосфоресцирующее мясо покрыто слоем слизи, его необходимо промыть водой, подкисленной уксусной кислотой, или срезать поверхностные слои мяса.    В некоторых случаях на мясе появляется беловатый или сероватый налет, внешне напоминающий плесень. Появление «инея» обусловлено развитием дрожжей и микрококков. Мясо с  «инеем» на поверхности пригодно для промышленной переработки. Однако перед использованием мяса налет необходимо удалить промывкой водой или слабым раствором NаС1.