Сущность послеубойных изменений в мясе. Автолиз. Созревание мяса. Предшественники вкуса и аромата

Классическое течение автолиза. Определяющим условием для формирования качества мяса являются уровень и характер развития автолитических процессов, начи­нающихся немедленно, после убоя животного. Автолиз (или саморас­пад) - это прекращение обмена веществ в тканях в послеубойный пе­риод и переход обратимых биохимических процессов в необратимые под действием тканевых ферментов и микроорганизмов. Физико-химические, гистологические и органолептические изменения проте­кают в мясе после убоя животного в соответствии с основ­ными этапами автолиза: парное мясо - посмертное окоченение - разрешение посмертного окоченения и созревание. Ста­дия послеубойного хранения мяса, характеризующаяся развитием про­цесса окоченения, сопровождается различными биохимическими про­цессами и изменениями в клеточной структуре:

распадом гликогена и образованием молочной кислоты, смещением рН от нейтральной точки в кислую сторону;

распадом высокоэнергетических фосфатов креатинфосфорной (КФ) и аденозинтрифосфорной (АТФ) кислот;

перераспределением ионов Са ²⁺ в клеточных структурах мышечного волокна;

ассоциацией актина и миозина в актомиозиновый комплекс;

изменениями в составе и свойствах гемовых пигментов;

началом процессов окисления жиров;

изменением микроструктуры мышечного волокна.

Интенсивность гликолитических превращений в автолизирующей мышечной ткани различных видов животных определяется предубойным состоянием животного, функциональными особенностями со­ответствующих мышц и зависит от концентрации гликогена и активно­сти многих ферментов, участвующих в гликолизе.

Сразу после убоя животного ткани находятся в расслабленном состоянии, мышечные волокна набухшие, прямолинейной или слегка волокнистой формы, соединительно-тканные волокна сокращены вол­нообразно. Это состояние характеризуется высоким значением раство­римости фракции белков. Мясо в период до посмертного окоченения сохраняет запас гликогена и АТФ и основные мышечные бел­ки - миозин и актин - в диссоциированном состоянии обладают хоро­шими гидрофильными свойствами, что обеспечивает их высокую водосвязывающую способность. Содержание АТФ в мышцах парных туш примерно такое же, как и в мышцах живых животных, что также спо­собствует хорошей водосвязывающей способности. Так, парное мясо при величине рН 5,9 поглощает в среднем 86% воды, а охлажденное (рН 5,4) - только 33%. Потеря водосвязывающей способности обуслов­лена в основном распадом АТФ и на одну треть понижением величины рН.

Преимущества парного мяса проявляются и в свойствах белков соединительной ткани. Развариваемость коллагена в первые часы после убоя животных достигает 20-30%) от его исходного содержания, а по­сле хранения в течение 2 суток уменьшается до 14-18%.

Парное мясо характеризуется сравнительно большим содержани­ем ароматических веществ и летучих жирных кислот, от которых, в свою очередь, зависят его вкус и аромат. Оно обладает хорошо выра­женными бактериостатическими свойствами по отношению ко многим видам бактерий, поэтому размножение микроорганизмов в нем затор­можено.

Высокую водо - и жиросвязывающую способности, нежную кон­систенцию, максимальную развариваемость коллагена, стабильный цвет и аромат, минимальную микробную обсемененность парное мясо сохраняет в течение ограниченного времени (по данным разных иссле­дователей - от 3 до 10 ч), т.е. до наступления посмертного окоченения. Параллельно с его наступлением теряются свойства парного мяса. По прошествии некоторого времени после убоя (3-4 ч) в тканях начинают преобладать процессы окоченения мышц с накоплением в тканях мо­лочной кислоты и образованием актомиозинового комплекса. По мере развития этого процесса, мясо теряет свою эластичность и становится жестким, трудно поддается механической обработке (обвалке, резанию, жиловке). Максимум изменения прочностных свойств мяса совпадает с достижением максимального окоченения. К этому же моменту водосвязывающая способность уменьшается до минимума.

В процессе посмертного окоченения мышц происходят, преиму­щественно, распад гликогена, КФ и АТФ, ассоциация актина и миозина в актомиозиновый комплекс и сокращение гидратации мышц.

Распад гликогена в первые часы автолиза идет, преимущественно, путем фосфоролиза, который постепенно замедляется к 24 ч после убоя, вследствие исчезновения АТФ и накопления молочной кислоты. К это­му моменту рН мышечной ткани достигает величины 5,4-5,8 и при­ближается к изоэлектрической точке белков мышечного волокна (4,7-5,4). При участии лизосомальных ферментов усиливается амилолитический распад гликогена на фоне снижения величины рН. Уровень изменения этого показателя зависит от прижизненного содержания мышечного гликогена, составляющего в норме около 1%.

Содержание АТФ в мышечной ткани является совокупным результатом ее ресинтеза в процессе гликолиза и гидролитического распада под действием миозиновой АТФ-азы. АТФ гидролизуется с образованием аденозиндифосфорной кислоты (АДФ) и свободного неорганического фосфата, а освобождающаяся химическая энергия превраща­ется в механическую энергию мышечного сокращения. Наряду с АТФ, сразу же после убоя распадается КФ.

Скорость развития окоченения зависит от количества АТФ, со­держащегося в мускулах. При наличии в тканях резервов гликогена полный распад АТФ не может произойти и мускул не переходит в со­стояние полного окоченения. Распад АТФ и КФ оказывает существен­ное влияние на состояние миофибриллярных белков, определяющих консистенцию мяса, его способность связывать воду, эмульгирующие и адгезионные свойства. Энергия распада АТФ стимулирует взаимодей­ствие миозина с актином с образованием актомиозинового комплекса, в результате чего длина саркомеров уменьшается и происходит развитие мышечного окоченения. Указанное явление сопровождается увеличе­нием механической прочности мышечных волокон, резким уменьшением гидратации белков миофибрилл и водосвязывающей способности мяса. Интервал между рН среды и изоэлектрической точкой белков мя­са уменьшается, вследствие чего сокращается число ионизированных групп белков. Большая часть белков вообще переходит в изоэлектрическое состояние, что способствует их агрегации и снижению водосвязывающей способности мяса.

В ходе автолиза претерпевают изменения также белки соедини­тельной ткани (коллаген, эластин). В состоянии окоченения они стано­вятся менее лабильными, чем, непосредственно, после убоя. На стадии посмертного окоченения резко понижается развариваемость коллагена. При появлении первых признаков окоченения обнаруживаются много­численные участки деформированных мышечных волокон и приле­гающей к ним, соединительной ткани.

На стадии посмертного окоченения аромат и вкус мяса плохо выражены, наблюдается понижение гидролиза белков ферментами желудочно-кишечного тракта. Время наступления и продолжительность окоченения зависят от состояния животного перед убоем, скорости охлаждения мяса и температуры хранения, вида животных и их упитанности. Так, при 0 °С говядина находится в состоянии окоченения 2 суток, а при 18 °С - 1 сутки. Полное развитие окоченения говядины и баранины наступает через 18-24 ч, свинины - через 16-18 ч.

В результате смещения рН в кислую среду увеличивается устойчивость мяса к действию гнилостных микроорганизмов, снижаются растворимость мышечных белков и уровень их гидратации, происходит набухание коллагена и повышается активность мышечных катепсинов, усиливающих гидролиз белков на более поздних стадиях автолиза, раз­рушается бикарбонатная система мышечной ткани, создаются условия для реакций цветообразования, интенсификации аромата и вкуса и т.д.

После завершения процесса окоченения происходит постепенное размягчение мышечной ткани. Мясо становится нежным и сочным, приобретает соответствующие вкусовые и ароматические характери­стики. Вещества, формирующие вкус и аромат мяса, являются продук­тами распада белков и пептидов (глютаминовая кислота, треонин, серосодержащие аминокислоты и др.), нуклеотидов (инозинмонофосфорная кислота, инозин, гипоксантин, рибоза), углеводов (глюкоза, фруктоза, молочная и пировиноградная кислоты), липидов (низкомоле­кулярные жирные кислоты), а также и другие вещества (креатин, креатинин).

Формирование качества мяса при созревании обусловлено ком­плексом ферментативных и неферментативных процессов, вызываю­щих изменение состава и состояния основных компонентов мяса. При созревании начинаются частичная диссоциация актомиозина на актин и миозин и переход актомиозина из сокращенного в расслаблен­ное состояние. При этом увеличивается число гидрофильных центров миофибриллярных белков, что обусловливает рост водосвязывающей способности мышечной ткани. Повышение протеолитической активно­сти в мышцах происходит вследствие высвобождения из лизосом фер­ментов - катепсинов, которые наиболее заметно воздействуют на белки саркоплазмы. Вместе с тем, ограниченному протеолизу подвергаются и миофибриллярные белки. Расщепление небольшого количества пеп­тидных связей в этих белках достаточно для разрыхления структур и увеличения нежности мышечной ткани.

В изменении нежности мяса важную роль играют количество и состояние компонентов соединительной ткани. Лабильность компонен­тов соединительной ткани увеличивается в период созревания мяса, когда из лизосом высвобождаются гидролитические ферменты. В ре­зультате образуются растворимые продукты распада коллагена, повы­шается растворимость основного вещества соединительной ткани и коллаген легче разваривается. Воздействие кислот, образующихся в процессе созревания мяса приводит к некоторому разрыхле­нию коллагеновых пучков, ослаблению межмолекулярных поперечных связей и набуханию коллагена, что также способствует получению бо­лее нежного мяса.

В процессе созревания различные компоненты мяса претерпева­ют неодинаковую степень превращений, характерным образом влияю­щие на изменение нежности. Так, химические продукты, образующиеся при послеубойных изменениях жировой ткани, ухудшают качество жи­ра, и по качественным показателям лучшим считается жир, непосредст­венно, после убоя животного. Поэтому при равных условиях созревания различных отрубов мяса одного и того же животного, а также одинако­вых отрубов разных животных нежность его оказывается различной.

Продолжительность созревания мяса зависит от температуры, упитанности и возраста животных, вида мяса. При повышенной температуре мясо созревает быстрее; упитанных животных - дольше, молод­няка - быстрее; говядина при 0°С созревает 10-14 суток, при 8-10°С -6 суток, а при 16-18 °С - 4 суток; баранина, свинина созревают быстрее: при 0 °С соответственно 8 и 10 суток.

Таким образом, в процессе созревания, мясо приобретает хорошо выраженный аромат и вкус, становится мягким и сочным, более влагоемким и более доступным действию пищеварительных ферментов, имеет более высокую пищевую ценность по сравнению с мясом в со­стоянии посмертного окоченения.

Следует отметить, что при хранении созревшего мяса в асептиче­ских условиях при низких положительных температурах под влиянием внутриклеточных ферментов автолитические процессы в мясе продол­жаются. На стадии глубокого автолиза происходит разрыв пептидных связей белковых частиц и распад белковых веществ. Причем, некото­рые из образовавшихся при распаде белков вещества, обладают токси­ческими свойствами. Под действием липаз происходит интенсивный гидролитический распад жиров. При распаде белковых веществ проис­ходит разрушение морфологических структурных элементов мышеч­ной ткани. Изменяются окраска и вкус мяса: оно приобретает коричне­вый оттенок и неприятный кислый вкус. На этапе глубокого автолиза мясо может даже стать непригодным для употребления в пищу. Однако, в практике промышленной переработки мяса глубокий автолиз, практи­чески, не встречается, так как микробиальная порча наступает раньше.

Как очевидно из сказанного, посмертные изменения, обуслов­ленные содержанием молочной кислоты и величиной рН, имеют важ­ное практическое значение и оказывают существенное влияние на ка­чество мяса, его пищевую ценность и технологические характеристики (потери мяса в процессе обработки, изменение нежности мяса, водосвязывающая способность, аромат и вкус, переваримость под действием пищеварительных ферментов, устойчивость к микробиологическим процессам, сроки хранения, уровень потерь воды при тепловой обработке, количество мясного сока, выделяющегося при размораживании). Поэтому следует определять целесообразность использования мяса на реализацию, хранение или промышленную переработку, в зависимости от уровня развития автолитических процессов.

Накопление веществ, обусловливающих запах и вкус. Све­жее мясо имеет незначительные специфические вкус и запах. В процессе созревания в результате автолитических превра­щений белков, липидов, углеводов и других компонентов об­разуются низкомолекулярные вещества, формирующие запах и вкус мяса.

Однако, отчетливо выраженные вкус и запах появляются лишь после тепловой обработки мяса, следовательно, в про­цессе автолиза в мясе образуются и накапливаются пред­шественники веществ, формирующие запах и вкус при ку­линарной обработке.

Характерный вкус мяса и мясного бульона зависит от содержания в составе мышечной ткани глютаминовой кислоты, которая, так же как и ее соли – глютаминаты, обладают специфическим вкусом мясного бульона.

Аромат и вкус пищевых продуктов, возникающие при их тепловой обработке, находятся в прямой связи с реакцией меланоидинообразования, резко ускоряющейся при нагреве. Эта реакция протекает с участием аминокислот и моносахаридов с образованием летучих карбонильных соединений.

Изменение аромата и вкуса мяса, в процессе его созревания, связано также с накоплением низкомолекулярных летучих жирных кислот, образующихся в результате гидролитического расщепления липидов кишечного волокна под действием липазы. Известно, что жирные кислоты с числом углеродных атомов менее 12 обладают более или менее выраженными ароматом и вкусом. Различие в жирнокислотном составе липидов мышечного волокна разных животных придает специфичность оттенкам аромата и вкуса различных видов мяса.

Слабовыраженные вкус и запах парного мяса в стадии посмертного окоченения объясняются тем, что на этих этапах автолиза еще не накопилось достаточного количества веществ, участвующих в образовании вкуса и запаха. Запах и вкус явно ощущаются через 2-4 сут после убоя при низких положительных температурах. Спустя 5 сут они выражены.

Наибольшей интенсивности аромат и вкус достигают через 10-14 сут. При температуре выше 20⁰С органолептические характеристики становятся оптимально выраженными через 2-3 сут.