Значение физико-химических изменений и факторы, влияющие на процесс созревания. Способы улучшения и ускорения созревания мяса. Понятие о мясе с нетрадиционным характером автолиза

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.

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 выраженно 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.

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.

Увеличение температуры до 40-60 градусов резко активизирует ферменты растительного происхожде­ния. Для ферментов животного и микробного проис­хождения оптимум действия 40-50 градусов.

Вводят ферменты путем инъецирования растворов, содержащих их, в мясо, посредством погружения сырья в растворы фермента, напылением фермента в виде аэрозоля на поверхность, либо путем непосредст­венного добавления его в мясо. При этом главная зада­ча технолога - добиться равномерного распределения фермента в сырье. В промышленности наиболее рас­пространено использование трипсина, имеющего высо­кую протеолитическую активность к мышечным бел­кам (в частности к актомиозину) и папаина, способно­го вызывать деструкцию соединительной ткани.

Применяют биотехнологические способы тендеризации мяса и модификации свойств сырья, в основном, для обработки низкосортного мяса, предназначенного для выработки вареных колбас.

Рассмотренные выше способы интенсификации созре­вания мяса и улучшения нежности могут использоваться как изолированно, так и в сочетании с другими методами технологической обработки сырья.

Понятие о мясе с нетрадиционным характером автолиза. В мясной промышленности более 90% себестоимости готовой продукции составляет животноводческое сырьё, от качества которого, в основном, зависит качество вырабатываемых продуктов.

В настоя­щее время на мясокомбинаты все больше поступает животных, после убоя которых, обнаруживаются значительные отклонения в развитии автолитических процессов и, как следствие, ухудшение качества мяс­ного сырья. Обычно, это связывают с интенсификацией его производст­ва, широким внедрением промышленной технологии разведения и от­корма скота, узкоспециализированной генетической направленностью выведения животных с повышенной долей мышечной ткани. С учетом растущей тенденции неоднородности качества мясного сырья, посту­пающего на промышленную переработку, как в нашей стране, так и за рубежом проводятся глубокие научные исследования в области созре­вания мяса на основе современных представлений о скорости гликоли­за и характере протеолиза в мышечной ткани на клеточном уровне.

В зависимости от чувствительности животных к нагрузке, возникают различные случаи, которые начинаются с утомления и переходят в необратимые симптомы стресса свиней, называемые пороками качества мяса PSE и DFD, которые не зависят от возраста животных.

В соответствии с этим различают мясо с высоким конечным pH (DFD) и экссудативное мясо (PSE) с низкими значениями pH.

Важнейшие факторы, влияющие на возникновение и определение пороков в качестве мяса, можно разделить, приблизительно, на три группы: предубойные, действующие при убое и послеубойные.

Предубойные факторы

· физиологическое состояние животного, определяемое, породой, возрас­том, полом, состоянием развития и здоровья (генетически обусловленная реакция на стресс);

· качество кормов, в некоторых случаях их недостаток моторная активность животного;

· социальная «позиция» животного в группе (борьба за первенство), непри­вычная окружающая обстановка и посторонние запахи, актуальная стрессовая ситуация (синдром стресса у свиней) возбуждение, утомление и измождение, температура тела;

· нагрузки на отдельные мышцы или их отделы, приводящие к ацидозу транспортные нагрузки, продолжительность и условия транспортирования, климатические, а также количество площади на одно животное и др.

Факторы, действующие на бойне

· ситуация в предубойном боксе: продолжительность нахождения, условия, орошение водой и др;

· подгон и вспомогательные средства для него;

· физиологическое состояние животного: содержание гликогена в мышцах; возбуждение, страх, звуковые проявления, реакция на побег, выделение гормонов стресса;

· способы обездвиживания: действенность, степень и продолжительность бессознательного состояния;

· обескровливание: в горизонтальном или вертикальном положении.

Послеубойные факторы

· температура туши;

· время до начала охлаждения;

· эффективность охлаждения туш.

Экссудативное мясо PSE (pale, soft, exudative — бледное, мягкое, водянистое) характеризуется светлой окраской, мягкой рыхлой консистенцией, выделением мясного сока вследствие пониженной водосвязывающей способности, кислым привкусом.

Признаки PSE чаще всего имеет свинина, полученная от убоя животных с интенсивным откормом и ограниченной подвижностью при содержании. Появление признаков PSE может быть обусловлено также генетическими последствиями, воздействием кратковременных стрессов, чрезмерной возбудимостью животных.

Наиболее часто мясо с признаками PSE получают в летний период времени. В первую очередь экссудативности подвержены наиболее ценные части туши: длиннейшая мышца и окорока. После убоя таких животных в мышечной ткани происходит интенсивный распад гликогена, посмертное окоченение наступает быстрее. В течение 60 минут величина рН мяса понижается до 5,2-5,5, однако так как температура сырья в этот период сохраняется на высоком уровне, происходит конформация саркоплазматических белков и их взаимодействие с белками миофибрилл. В результате происходящих изменений состояния и свойств мышечных белков резко снижается величина водосвязывающей способности сырья.

Мясо с признаками PSE из-за низких рН (5,0-5,5) и водосвязывающей способности является непригодным для производства эмульгированных (вареных) колбас, вареных и сырокопченых окороков, так как при этом ухудшаются органолептические характеристики готовых изделий (светлая окраска, кисловатый привкус, жёсткая консистенция, пониженная сочность), снижается выход.

Мясо с признаками DFD (dark, firm, dry — тёмное, жёсткое, сухое) имеет через 24 часа после убоя уровень pH выше 6,2, тёмную окраску, грубую структуру волокон, обладает высокой водосвязывающей способностью, повышенной липкостью и обычно характерно для молодых животных крупного рогатого скота, подвергавшихся различным видам длительного стресса до убоя. Вследствие прижизненного распада гликогена количество образовавшейся после убоя молочной кислоты в мясе таких животных невелико, и миофибриллярные белки в мясе DFD имеют хорошую растворимость.

Высокие значения рН ограничивают продолжительность его хранения, в связи с чем мясо DFD является непригодным для выработки сырокопченых изделий. Однако, благодаря высокой водосвязывающей способности, его целесообразно использовать при производстве эмульгированных (вареных) колбас, солёных изделий, быстрозамороженных полуфабрикатов. Тем не менее, в сочетании с мясом хорошего качества либо с соевым изолятом оно пригодно для переработки в эмульгированные и сырокопченые колбасы, рубленые и панированные полуфабрикаты и другие виды мясных изделий.

В таблице приведены основные характеристики мясного сырья с признаками PSE и DFD

Таблица

В настоящее время установлено, что появление PSE и DFD-свойств происходит, как правило, в мышцах стрессчувствительных жи­вотных под влиянием различных факторов и послеубойных процессов в NOR-, PSE- и DFD-мясе развиваются на разном биохимическом фоне.

В мясе животных без отклонений в качестве (NOR) и мясе PSE в момент убоя в мышечной ткани, имеются значительные запасы глико­гена. В мышечной ткани животных, в мясе которых впоследствии раз­виваются свойства DFD, гликогена нет уже в момент убоя или запасы его очень малы. После убоя животного разные свойства мяса PSE и NOR формируются вследствие различий в скорости гликолиза. В мясе со свойствами PSE распад гликогена и АТФ происходит очень быстро - в течение 45 мин после убоя, к этому времени резко возрастает содер­жание молочной кислоты. В некоторых случаях свойства PSE могут развиваться при относительно нормальной скорости гликолиза, но при интенсивном и продолжительном его течении. Что касается мяса с потенциальными свойствами DFD, то в этом случае распад гликогена и образование молочной кислоты прошли, в основном, еще до убоя жи­вотного и большая часть последней была удалена из мышц с током крови. Процесс послеубойного гликолиза здесь, практически, отсутствует, поэтому рН такого мяса остается высоким.

При смещении рН в кислую сторону, свойства белков приближаются к состоянию электронейтраль­ности (например, изоэлектрическая точка миозина находится при рН 5,5). Поэтому влагоудерживающая способность мяса при снижении показателя рН уменьшается. При высоких значениях рН (мясо DFD) влагоудерживающая способность такого мяса остается высокой по сравнению с нормой.

Известно, что созревание мяса, в результате которого мышечная ткань приобретает нежность, сочность, специфический приятный вкус и аромат, в производственных условиях происходит, в среднем, в течение 2-3 суток при температуре 2 - 4 °С. В этот период, а затем и при дальнейшем хранении охлажденного мяса, большую роль играет содер­жание молочной кислоты (показатель рН) в мышечной ткани, так как вследствие более кислой реакции среды создаются неблагоприятные условия для развития микроорганизмов. В мышцах животных, под­вергшихся стрессу (в случае DFD-мяса) гликоген может быть израсхо­дован уже перед убоем. Следовательно, и рН такого мяса после убоя остается высоким, что способствует росту микроорганизмов, вызывающих позеленение продукта. Под их действием из белков и аминокислот высвобождается сероводород, который, соединя­ясь с миоглобином, образует сульфмиоглобин. Кроме того, установле­но, что быстрая микробиальная порча мяса DFD, сопровождаемая на­растанием гнилостного запаха, обусловлена отсутствием глюкозы. В этих условиях активно размножаются микроорганизмы, способные жить в отсутствии глюкозы и использовать энергию распада аминокис­лот.

Появление у мяса свойств DFD и, особенно, PSE можно рассматривать как отклонение от нормального физиолого-биохимического статуса организма животного, что, как вся­кая патология может сопровождаться нарушением окисли­тельно-восстановительных процессов.

Особенностью мяса PSE является разрушение клеточных мем­бран, что способствует развитию окислительных процессов, которые, в свою очередь, ускоряют дальнейшую деградацию клеточных структур.

Развитие процессов окисления липидов в мясе в нежелательных масштабах и направлении, может быть обусловлено особенностями об­мена веществ у животных и свойствами получаемого сырья.

Устойчивость липидов мяса к окислению зависит от многих факторов, наиболее важным из которых, считается уровень со­держания в жире полиненасыщенных жирных кислот, в том числе линолевой и линоленовой, а во внутримышечных липидах - повышенное содержание лауриновой и арахидоновой кислот.

В научных работах широко представлены сведения об отклоне­ниях в направленности и глубине гликолитических изменений в мыш­цах после убоя, по сравнению с традиционно сложившейся теорией. Обнаружено, что в одних случаях, непосредственно, после убоя в мыш­цах происходит ускоренный гликолиз с быстрым снижением величины рН до конечного значения в течение 45-60 мин. В других - величина рН мяса вследствие недостаточных запасов гликогена в мышцах к мо­менту убоя остается достаточно высокой и, практически, не изменяется в процессе автолиза.

Ускоренный гликолиз в тканях животных после убоя приводит к тому, что мясо получается бледным и экссудативным (PSE). Для сырья с PSЕ-свойствами снижение рН среды происходит очень быстро и че­рез 1 ч после убоя достигает практически минимального значения, ха­рактерного для мяса 24-48-часового хранения с нормальным ходом течением автолиза, когда гидролизуется, практически, весь гликоген с обра­зованием молочной кислоты.

Мясо с признаками PSE из-за низких рН (5,0-5,5) и резкой водосвязы­вающей способности непригодно для производства вареных колбас, вареных и сырокопченых окороков. Использование бледного, мягкого и экссудативного (PSE) мяса приводит к повышенным потерям влаги при переработке, нестабильности цвета и ухудшению вкуса готовых изделий.

В то же время у мяса с DFD-свойствами гликолитические изменения после убоя выражены слабо, о чем свидетельствует высокий ко­нечный уровень величины рН. У такого сырья запасы гликогена к моменту убоя израсходованы и образование молочной кислоты не проис­ходит, в связи с чем, концентрация ионов водорода в мясе, практически, остается на одном уровне и не изменяется в течение первых суток ав­толиза. Такое мясо приобретает темный цвет и плотную консистенцию. Высокие значения рН ограничивают продолжительность его хранения и сроки переработки, в связи с чем, оно непригодно для выработки сы­рокопченых изделий. С учетом высокой водосвязывающей способности его целесообразно использовать при производстве вареных колбас и соленых изделий.

Различия в течение послеубойных биохимических процессов обусловливают специфические особенности мяса PSE и DFD, которые не могут не влиять на эффективность технологической переработки такого сырья и качество готовых продуктов. Таким образом, выявлен­ные специфические, для мяса, биохимические процессы, протекающие в мышечной ткани, а также значительные различия в его свойствах дик­туют необходимость их выявления в производственных условиях с по­следующей сортировкой сырья по группам для определения наиболее рационального варианта технологической переработки такого мяса.