ÐÐÐÐ¥ÐÐÐЯ ÐЯСРРÐЯСÐЫХ ÐÐ ÐÐУÐТÐÐ
ÐÐÐÐ¥ÐÐÐЯ ÐЯСРРÐЯСÐЫХ ÐÐ ÐÐУÐТÐÐ
ÐÐÐÐ¥ÐÐÐЯ ÐЯСРРÐЯСÐЫХ ÐÐ ÐÐУÐТÐÐ
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
------- Г'<br />
М. Алимарданова<br />
тЬтттттттттттттш»титмштттшт*п%%тмттттттт>шШш.<br />
БИОХИМИЯ МЯСА<br />
И МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ
РОФЕССИОНАЛЬНОЕ___________ N<br />
ОБРАЗОВАНИЕ ( ЙШк )<br />
ш ш<br />
М. Алимарданова<br />
БИОХИМИЯ МЯСА<br />
И МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ<br />
Учебное пособие<br />
Рекомендовано Министерством образования и науки<br />
Республики Казахстан для организаций технического<br />
и профессионального образования<br />
С. КЕЙС ЕМ КАЕВ АТЫМДАГЫ ГЫЛЫМИ КГТАЛХА<br />
ОКУ ЗАЛЫ<br />
ЧИТАЛЬНЫЙ ЗАЛ<br />
; НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА ИМ. С. ВЕЙССМВДЕВА<br />
Издательство «Фолиант*<br />
Астана-2009
УДК 637.5<br />
ББК 36.92я7<br />
А 50<br />
Рецензент:<br />
Рскелъдиев Б А. —доктор технических наук, профессор<br />
Алимарданова М.<br />
Биохимия мяса и мясных продуктов: Учебное пособие.<br />
— Астана: Фолиант, 2009. —184 с.<br />
ISBN 9965-35-684-Х<br />
В учебном пособии рассмотрены вопросы биохимии мышечной,<br />
соединительной, жировой, покровной, нервной тканей, биохимия<br />
крови, внутренних органов, эндокринных и пищеварительных<br />
желез. Особое внимание уделено вопросам состава, свойств<br />
и пищевой ценности мяса, биохимическим основам созревания<br />
мяса, биохимическим изменениям при холодильной обработке<br />
мяса, в том числе и автолитическим преобразованиям, как одной<br />
из основных биохимических процессов, протекающим в мышечной<br />
ткани. Показаны микробиологические изменения компонентов<br />
мяса, в том числе процессы гниения, а также целесообразность<br />
использования полезной микрофлоры, в частности, молочнокислой,<br />
для улучшения вкуса и аромата мясных изделий, подавления<br />
развития гнилостных микроорганизмов. Подробно рассмотрены<br />
вопросы изменения мяса при технологических режимах<br />
посола, при тепловом воздействии, при копчении, так как<br />
правильное проведение этих технологических процессов позволяет<br />
получить безопасные продукты высокого качества.<br />
В учебном пособии описаны также состав яйца, биохимические<br />
изменения яиц при хранении, продукты переработки яиц.<br />
Учебное пособие предназначено для учащихся колледжей, студентов<br />
и магистрантов технологических университетов, работников<br />
пищевой и мясной промышленности, для всех заинтересованных<br />
лиц, в частности, предпринимателей, занимающихся переработкой<br />
мяса и выпуском мясопродуктов.<br />
i G*Topa0fbipoH ,!<br />
атындагы ПМУ-Р>н \у . УДК 637.5<br />
академик С .Б ейсем й^ ББК 36.92я7<br />
атындаЯУ гылымй ;|<br />
,,? т М., 2009<br />
ISBN 9965-35-684-Х ’ -^©.^здагельство*Фолиант*, 2009
ВВЕДЕНИЕ<br />
Дисциплина «Биохимия мяса» является основополагающей<br />
в формировании специальности «Техник-технолог<br />
мясной промышленности*.<br />
Биохимия мяса изучает состав тканей и органов сельскохозяйственных<br />
животных и процессы, происходящие<br />
в этих тканях и органах после убоя и при технологической<br />
переработке. Для правильного понимания биохимических<br />
превращений в тканях и органах животного после<br />
прекращения жизни необходимо предварительно изучить<br />
химический состав организма и биохимические<br />
процессы, происходящие при жизни животного.<br />
Результаты научных исследований в биохимии проникают<br />
во все области пищевой промышленности, сельского<br />
хозяйства и медицины. В результате этого биохимия<br />
приобретает большое практическое значение.<br />
При переработке ж ивотного сырья на всех ее этапах<br />
в большинстве случаев происходят биохимические и связанные<br />
с ними физико-химические превращения различных<br />
компонентов исходного сырья. Разработка и совершенствование<br />
технологических процессов, обоснование<br />
правильности режимов должны производиться с учетом<br />
этих превращений. Мясо, взятое для приготовления пищи<br />
сразу после убоя, еще не имеет высоких вкусовых питательных<br />
свойств. Нежную консистенцию и сочность,<br />
приятный вкус и аромат оно приобретает в результате созревания.<br />
Биохимические исследования способствовали<br />
установлению оптимальных условий данного процесса.<br />
Изменение химического состава сырья в процессе технологической<br />
обработки решающим образом влияет на<br />
качество готовой продукции и ее пищевую ценность. Например,<br />
пищевая ценность того или иного продукта в значительной<br />
мере зависит от наличия в нем витаминов. С целью<br />
выпуска высококачественной продукции необхо-
димо иметь ясное представление о строении витаминов и<br />
их свойствах, о содержании витаминов в различных видах<br />
сырья, об их изменениях при различных воздействиях<br />
(температуры, света, кислоррда и т.д.), как перерабатывать<br />
мясное сырье таким образом, чтобы максимально<br />
сохранить в нем витамины.<br />
При создании нового оборудования следует учитывать<br />
биохимические и физико-химические превращения,<br />
происходящие при получении мясных продуктов. Оборудование<br />
должно быть не только производительным, но<br />
и обеспечивать продуктам высокое качество. Например,<br />
при производстве топленых жиров контакт с кислородом<br />
воздуха и увеличение продолжительности нагрева приводит<br />
к получению готового продукта, не стойкого при<br />
дальнейшем хранении.<br />
С целью максимального сохранения питательных<br />
и вкусовых свойств при разработке условий хранения<br />
мяса и мясопродуктов необходимо учитывать химический<br />
состав продуктов и факторы, влияющие на развитие<br />
биохимических превращений сырья в процессах замораживания,<br />
посола и др.<br />
В последние годы основными направлениями развития<br />
мясной отрасли и научных исследований в этой области<br />
являются: медико-биологическое обоснование разработки<br />
комбинированных продуктов питания; теоретические<br />
и практические аспекты получения сложных белковых<br />
систем; создание пищевых красителей и ароматизаторов<br />
для комбинированных пищевых продуктов; разработка<br />
комбинированных мясопродуктов нового поколения.<br />
Из вышеприведенных примеров видно, какое важное<br />
значение имеет изучение биохимии для подготовки техников-технологов,<br />
призванных вместе с другими работниками<br />
мясной промышленности решать большую задачу<br />
- обеспечивать в полной мере население страны высококачественными<br />
мясными продуктами.<br />
Техническая биохимия изучает состав тканей и органов<br />
сельскохозяйственных животных и процессы, протекающие<br />
в тканях и органах после убоя животных во<br />
время их хранения и переработки.<br />
4
РАЗДЕЛ 1.<br />
БИОХИМ И Я ТКАНЕЙ И ОРГАНОВ<br />
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫ Х Ж И ВО ТН Ы Х<br />
Глава I. БИОХИМ ИЯ МЫШЕЧНДЙ ТКАН И<br />
Среди тканей (группы или слоя клеток, одинаковых<br />
по морфологическому строению, выполняющих ту или<br />
иную специальную функцию и объединенных межклеточным<br />
веществом) животного организма мышечная<br />
ткань занимает по своей массе первое место: свыше 40%<br />
массы тела крупного рогатого скота приходится на ее<br />
долю. Мышечная ткань участвует в выполнении важных<br />
физиологических функций: движения, кровообращения,<br />
дыхания и т.п.<br />
По морфологическому строению различают мышечную<br />
ткань двух типов: поперечнополосатую, гладкую. К поперечнополосатым<br />
мышцам относится скелетная мускулатура;<br />
гладкие мышцы находятся в стенках пищеварительного<br />
тракта, диафрагмы, кровеносных сосудов, матки<br />
и т.д. Смешанным типом мышечной ткани является<br />
сердечная мышца. По питательным и вкусовым достоинствам<br />
мышечная ткань - наиболее важный компонент<br />
мяса и мясопродуктов. Наибольший интерес в технологии<br />
представляет поперечнополосатая мускулатура.<br />
1.1. Строение поперечнополосатой мышечной<br />
ткани<br />
Мышечная ткань состоит из сложных, вытянутых,<br />
многоядерных клеток, называемых мышечными волок-
нами (рис. 1.1.). Между мышечными клетками (мышечными<br />
волокнами) находятся тонкие прослойки межклеточного<br />
вещества, которой состоит из соединительнотканных<br />
волоконец и бесструктурного (киселеобразного)<br />
вещества и представляет собой рыхлую соединительную<br />
ткань.<br />
Рис. 1.1. Строение мышечной ткани<br />
Мышечные волокна соединяются в пучки, образующие<br />
отдельные мускулы (рис.1.1.). Мускулы покрыты<br />
плотными соединительнотканными пленками (фасциями).<br />
Между пучками волокон проходят и разветвляются<br />
сосуды и нервы.<br />
Мышечное волокно - количественно преобладающая<br />
составная часть мышечной ткани. Длина этих вытянутых<br />
клеток может доходить до 15 см, а толщина —<br />
до 10-100 мкм. Поверхность мышечного волокна покрыта<br />
эластичной оболочкой, называемой сарколеммой, построенной<br />
из двух слоев с липидной прослойкой. Большая<br />
часть объема мышечных клеток (60-65%) занимают<br />
миофибриллы - длинные тонкие нити, собранные в пучки,<br />
которые расположены параллельно оси волокна.<br />
Миофибриллы поперечнополосатой мускулатуры состоят<br />
из правильно чередующихся темных и светлых<br />
участков (дисков). Темные участки миофибрилл обнаруживают<br />
двойное лучепреломление и называются А-дисками<br />
(анизотропные диски) длиной около 1,6 мкм, а свет-<br />
6
лые не обладают таким свойством, называются 1-дисками<br />
(изотропные диски), длина их около 1 мкм. Такая<br />
оптическая неоднородность этих участков обусловливается<br />
неодинаковым их строением и белковым составом.<br />
Темные и светлые диски разных миофибрилл расположены<br />
строго один против другого, т.е. темные - против<br />
темных, все светлые —против светлых, что в целом и придает<br />
волокну поперечную исчерченность. Светлые зоны<br />
пересекаются темной линией (Z-линией) шириной около<br />
80 нм, центральная часть A -дисков (Н-зона) разделена<br />
пополам М-линией.<br />
Функциональной единицей является саркомер, повторяющийся<br />
через каждые 2,3 мкм по длине миофибрилл<br />
и ограничивающийся двумя Z-линиями.<br />
Каждая миофибрилла состоит из нескольких параллельных<br />
филаментов (белковых нитей) двух типов - толстые<br />
и тонкие. Тонкие филаменты диаметром 60-70 А расположены<br />
в I-дисках, в более темной части А-дисков (в Н-зоне)<br />
- только толстые (диаметром 150-170 А). В других частях<br />
А-диска есть нити обоих типов, что и является причиной<br />
характерного двойного лучепреломления. Тонкие<br />
филаменты начинаются у Z-линий и заканчиваются у Н-<br />
дисков, толстые - проходят по всей длине A-диска. В электронном<br />
микроскопе видно, что каждый толстый филамент<br />
окружен шестью тонкими.<br />
Толстые нити состоят в основном из миозина, а тонкие<br />
- из актина, тропонина, тропомиозина.<br />
Миофибриллы окружены и тесно связаны с особой<br />
структурой, состоящей из трубочек и пузырьков, называемой<br />
саркоплазматическим ретикулумом - сложным<br />
трехмерным лабиринтом мембранных каналов, многочисленные<br />
складки и разветвления которого заполняют<br />
всю протоплазму.<br />
Пространства внутри эндоплазматического ретикулума<br />
называются «цистерны*, по которым осуществляется<br />
транспорт различных веществ из клетки во внешнюю<br />
среду.<br />
В отличие от большинства клеток, имеющих по одному<br />
ядру, каждое мышечное волокно содержит много ядер<br />
7
вытянутой формы. Эти ядра расположены на периферии<br />
клеток, сарколеммы. Кроме ядер, мышечная клетка содержит<br />
ряд органелл: митохондрии, рибосомы, лизосомы<br />
и другие. Пространство между миофибриллами и органеллами<br />
заполнено саркоплазмой - неоднородной массой,<br />
состоящей из полужидкого белкового золя низкой<br />
вязкости, в котором содержатся капельки жира и глыбки<br />
гликогена, и из эндоплазматической сети - сложной<br />
системы мельчайших трубочек, проходящих вдоль миофибрилл.<br />
Эти клубочки и особые пузырьки («цистерны»)<br />
контактируют между собой и соединяют отдельные<br />
участки миофибрилл между собой и сарколеммой.<br />
В саркоплазме растворены ферментные системы, белки,<br />
обеспечивающие связывание, хранение и транспорт<br />
питательных веществ, микроэлементов и кислорода; коферменты,<br />
нуклеотиды системы переноса энергии, неорганические<br />
соединения (К+, M g2+, Са2+, С1~, НС03<br />
НРО*~ и др.); здесь находится большое количество биомолекул<br />
разных типов - метаболитов и собственно строительных<br />
блоков биополимеров.<br />
1.2. Химический состав мышечной ткани<br />
В составе мышечной ткани содержатся (в%): вода —<br />
70-75, белки-18-22, ферменты липиды - 2-3, азотистые<br />
экстрактивные вещества - 1-1,7, безазотистые экстрактивные<br />
вещества - 0,7-1,35, неорганические соли -<br />
1-1,5, углеводы - 0,5-3, а также витамины.<br />
Белковые вещества мышечной ткани. Белковые вещества<br />
составляют 60-80% сухого остатка мышечной ткани,<br />
или 18-22% массы ткани. Белки мышечной ткани<br />
являются «строительным материалом». Из них построены<br />
различные структурные компоненты клеток (саркоплазма,<br />
сарколемма, миофибриллы, органеллы) и межклеточного<br />
вещества. Кроме этого, ряд белков мышечной<br />
ткани обладает ферментативными свойствами (рис .1.2.).<br />
Белки мышечной ткани можно подразделить на растворимые<br />
в воде (белки саркоплазмы), растворимые в со
левых растворах (белки миофибрилл) и нерастворимые в<br />
водно-солевых растворах, условно называемые белками<br />
стромы. Фракция стромы включает белки, входящие в<br />
состав сарколеммы и внутримышечной соединительной<br />
ткани, а также белки ядер.<br />
Белки саркоплазмы составляют около 20-25% всех мышечных<br />
белков. К ним относятся миоген, миоальбумин,<br />
глобулин X и миоглобин. За исключением миоглобина,<br />
это сложные смеси белковых веществ, близких по физико-химическим<br />
и биологическим свойствам. Например,<br />
характеризуя белок саркоплазмы миоген, мы имеем в виду<br />
не отдельный белок, а миогеновую фракцию - ряд сходных<br />
белков - миогенов (миогены А, В, С).<br />
Клетка<br />
Миофиб: 5ридлы Саркоплазма<br />
Миозин Актин Миоге<br />
Ядра Сарколемма ^<br />
КисЗ слый<br />
белок<br />
Коллаген<br />
I ^.ктомиознн Глобули|| Остаточный белок Эластин<br />
Тр шЬмиозин МиоглобиЬ Еуклеопротеиды<br />
Муцины и<br />
муксЦды<br />
Тропонин Миоальбумй н Нейрокератины<br />
Актинин<br />
Нуклеопротеиды<br />
Липопротеиды<br />
Рис. Г.2. Схема распределения белков в структурных<br />
элементах мышцы<br />
По физико-химическим свойствам (растворимости<br />
и высаливаемости) миогены довольно близки к альбуминам;<br />
имеют глобулярную структуру. Молекулярная масса<br />
колеблется от 81000 до 150000, температура свертывания<br />
в растворе - 55-60 “С. В состав фракции входят многие<br />
ферменты мышечной ткани, функции которых связаны<br />
с окислением углеводов и других веществ, с реакциями<br />
изомеризации. Миогены животных близки по<br />
9
своим свойствам, относятся к полноценным белкам,<br />
т.е. содержат все незаменимые аминокислоты.<br />
Миоальбумин является типичным альбумином. Он составляет<br />
1-2% от общего количества водорастворимой<br />
фракции мышечной ткани. Не осаждается хлоридом натрия,<br />
но хорошо осаждается сульфатом аммония и ацетоном<br />
на холоде. Температура его коагуляции - 45-47 °С.<br />
Глобулин X является псевдоглобулином, так как для<br />
растворения его достаточно незначительной концентрации<br />
солей. Наличие небольшого количества неорганических<br />
солей (1 -1,5% ) в самой мышечной ткани оказывается<br />
достаточным, чтобы при извлечении водой глобулин<br />
X перешел в раствор. Его молекулярная масса -<br />
160000, коагулирует при 50 °С. Считают, что он также<br />
гетерогенен и может проявлять ферментативные свойства.<br />
Миоглобин также является водорастворимым белком.<br />
Таким образом, белки саркоплазмы являются в основном<br />
водорастворимыми.<br />
Миоген, миоальбумин и глобулин X относятся к простым.<br />
Это белки полноценные и хорошо усвояемые. Их<br />
изоэлектрические точки находятся в кислой среде. У миогеновой<br />
фракции pH —6,0-6,7, у миоальбумина pH - 3-3,5,<br />
у глобулина X —pH * 5,2.<br />
Ряд белков миогеновой фракции обладает ферментативной<br />
активностью; они катализируют процессы гликолиза.<br />
Важным белковым компонентом саркоплазмы является<br />
миоглобин - дыхательный пигмент мышечной ткани,<br />
окрашивающий ее в красный цвет. Миоглобин —это<br />
сложный белок из класса хромопротеидов. Несмотря на<br />
небольшое содержание —около 1% всех белков ткани,<br />
он является одним из важнейших белков саркоплазмы.<br />
Его молекула состоит из белка глобина и простетической<br />
группы - гема. Миоглобины различных животных<br />
различаются по белковой части —глобину. Строение<br />
гема у различных животных одинаково. Миоглобин —<br />
белок с небольшой молекулярной массой (16800). Молекула<br />
его состоит из одной полипептидной цепи, пол<br />
10
ная аминокислотная последовательность которой в настоящее<br />
время расшифрована. Эта полипептидная цепь<br />
на 75% представлена а —спиральной формой и уложена<br />
в пространстве так, что образуется плоский диск размером<br />
43x25x23 нм, внутри которого зафиксирована<br />
молекула тема.<br />
Структуры миоглобина и гемоглобина сходны, они<br />
легко соединяются с различными газами ( 0 2, С 02, N 0 2<br />
и др.), однако миоглобин обладает большим сродством<br />
к кислороду, чем гемоглобин. Установлено, что насыщение<br />
миоглобина кислородом на 50% происходит при<br />
его парциальном давлении 13-26 Па, тогда как для гемоглобина<br />
такое насыщение наступает при парциальном<br />
давлении 338 Па. В покоящейся мышце парциальное<br />
давление - 520 Па и гемоглобин насыщен кислородом<br />
на 75% , а в работающей мышце при парциальном<br />
давлении кислорода 130 Па - только на 10%. Таким образом,<br />
гемоглобин эффективно отдает кислород в мышцах<br />
и других периферических тканях. Миоглобин при<br />
парциальном давлении 130 Па остается насыщенным<br />
кислородом на 90% и поэтому при таком низком парциальном<br />
давлении кислорода отдает только его малую<br />
часть, т.е. является резервом кислорода. В интенсивно<br />
работающих мышцах с активно протекающими аэробными<br />
окислительными процессами содержится больше<br />
миоглобина, что сказывается на цветности мышечной<br />
ткани. Так, мышцы конечностей и шеи у крупного рогатого<br />
скота, грудные мышцы летающих птиц имеют<br />
более темный цвет, чем неработающие или менее интенсивно<br />
работающие мышцы.<br />
Гем является производным класса порфинов - соединений,<br />
в структуре которых содержится четыре пиррольных<br />
кольца, связанных между собой метиновыми группами<br />
( - СН =) (рис. 1.3).<br />
Порфины различаются по природе групп, находящихся<br />
в боковых цепях. В геме порфин находится в форме<br />
протопорфирина, представляющего собой порфин, в молекуле<br />
которого введены боковые цепочки: четыре ме-<br />
11
тильные (СН3), две винильные (-СН=СН3) и два остатка<br />
пропионовой кислоты (СН2-СН2-СООН) (рис. 1.4).<br />
СН<br />
СН<br />
сн2сн2соон<br />
сн2сн2соон<br />
Рис. 1.4. Строение протопорфирина IX<br />
Порфирины могут присоединять ионы металлов. Биологически<br />
важны металлопорфирины, которые содержат<br />
железо или магний.<br />
Комплекс протопорфирина IX с атомом F (II) называется<br />
гемом (рис. 1.5).<br />
В этом соединении ион железа замещает диссоциирующие<br />
атомы водорода двух пиррольных колец (см. формулу<br />
порфина) и одновременно связывается координационными<br />
связями с атомами азота двух других колец.<br />
12
сн=онг<br />
сн3<br />
CHfiHjCOOH<br />
CHtCH,COOH<br />
Рис. 1.5. Строение гема<br />
Миоглобин легко соединяется с некоторыми газами<br />
(02, С02, N 02 и др.), не изменяя при этом валентности<br />
железа. Так образуются производные миоглобина: оксимиоглобин<br />
ало-красного цвета, карбоксимиоглобин вишнево-красного<br />
цвета, нитрозомиоглобин красного цвета.<br />
При действии сильных окислителей (длительное воздействие<br />
кислорода, перекиси водорода и др.) железо гема,<br />
теряя один электрон, переходит в трехвалентное состояние.<br />
Комплексное соединение протопорфирина IX с Fe<br />
(III) носит название гемина или гематина. Вследствие такого<br />
окисления миоглобин переходит в метмиоглобин -<br />
пигмент коричневого цвета. Метмиоглобин может быть<br />
восстановлен в миоглобин только под действием сильных<br />
восстановителей, например, аскорбиновой кислоты.<br />
При взаимодействии миоглобина с сероводородом в присутствии<br />
кислорода образуется сульфомиоглобин - пигмент<br />
зеленого цвета. Гем может окисляться не только<br />
вследствие окисления железа, но и порфиринового кольца<br />
с образованием зеленых пигментов —сульфомиоглобина<br />
и холеоглобина, а при дальнейшем окислении кольца<br />
образуются вещества с разной окраской - от желтой<br />
до светлой. Поваренная соль ускоряет эти процессы, поэтому<br />
при посоле мышечная ткань теряет свою естественную<br />
окраску и приобретает серо-коричневую с различными<br />
оттенками.<br />
13
Несмотря на небольшое содержание в мышечных клетках<br />
(около 1 % всех белков ткани), миоглобин играет важную<br />
роль в передаче кислорода, поставляемого кровью,<br />
клеткам мышечной ткани. Кроме того, миоглобин выполняет<br />
роль кислородного резерва. Это свойство белка<br />
имеет важное значение. Таким образом, запасается кислород<br />
в мышечных клетках на случай всякого рода перебоев<br />
в снабжении, например, на случай длительного погружения<br />
под воду.<br />
В связи с тем, что мышечная ткань снабжается кислородом<br />
посредством миоглобина, в усиленно работающих<br />
мышцах миоглобина содержится больше, так как в них<br />
окисление протекает интенсивнее. Известно, что мышцы<br />
ног сильнее окрашены, чем спинная мышца. Особенно<br />
это заметно у домашних птиц, грудные мышцы которых,<br />
являясь нерабочими, почти не окрашены.<br />
Миоглобин —полноценный белок. Изоэлектрическая<br />
точка его лежит при pH 7,0.<br />
Белки миофибрилл - миозин, актин, актомиозин, тропомиозин<br />
и некоторые другие —являются сократительными<br />
белками мышц. Они составляют около 80% общего<br />
белка мышц.<br />
Рис. 1.6. Строение белка миофибрилл —миозина:<br />
1 —глобулярная «головка»; 2 —фибриллярный «хвостик»<br />
14
Миозин, на долю которого приходится около 40% всех<br />
белков мышечной ткани, относится к фибриллярным белкам<br />
благодаря вытянутой форме своих молекул. Молекула<br />
его представляет собой длинную фибриллярную нить<br />
с глобулярной «головкой» и построена из четырех полипептидных<br />
цепей - двух больших и двух малых. Например,<br />
молекула миозина мышечной ткани кролика палочковидной<br />
формы - длиной 150 нм и толщиной около<br />
2,4 нм. Полипептидные цепи, каждая из которых свернута<br />
в спираль, закручены относительно друг друга, образуя<br />
двойную спираль. На одном конце молекулы миозина<br />
две более короткие полипептидные цепочки, присоединяясь,<br />
как бы продолжают эту нить, но не связываются<br />
в общую спираль, а находятся в свободном состоянии, образуя<br />
шарообразное утолщение, своего рода «головку*.<br />
В структуре молекулы миозина имеются, таким образом,<br />
четыре субъединицы, в результате объединения которых<br />
образуется четвертичная структура миозина.<br />
Миозин получен в кристаллическом виде. Его молекулярная<br />
масса - 470000. По растворимости и высаливаемости<br />
он ведет себя как типичный глобулин. Около 30%<br />
всех аминокислот миозина приходится на долю дикарбоновых<br />
кислот, что придает белку кислый характер.<br />
Изоэлектрическая точка его находится при pH 5,4.<br />
Большое количество полярных групп, а также фибриллярная<br />
форма молекул обусловливают значительную<br />
гидратацию миозина - способность удерживать большое<br />
количество воды. Молекулы миозина легко соединяются<br />
друг с другом, с другими белками, в частности, с актином<br />
с образованием актомиозина. Кроме того, миозин<br />
взаимодействует с другими компонентами клетки - гликогеном,<br />
АТФ, липидами.<br />
Миозин обладает тремя биологически важными функциями.<br />
Во-первых, при физиологических значениях ионной<br />
силы и pH молекулы миозина в растворе спонтанно образуют<br />
волокна. По существу, толстые нити миофибрилл<br />
состоят из молекул миозина.<br />
15
Во-вторых, он выполняет не только пластическую функцию,<br />
участвуя в построении миофибрилл мышечных<br />
клеток, но и обладает ферментативными свойствами.<br />
Установлено, что ферментативная активность миозина<br />
локализована в глобулярной части. В 1939 г. выдающиеся<br />
советские ученые В.А. Энгельгардт и М.Н. Любимова<br />
доказали наличие у миозина способности катализировать<br />
гидролитический распад АТФ по определенной реакции:<br />
АТФ + Н 20 -> ЛДФ + Р + Н+<br />
Следовательно, миозин является ферментом аденозинтрифосфатазы.<br />
Ферментативная активность чистого миозина<br />
проявляется в присутствии ионов Са. В расслабленных<br />
мышцах миозин находится в комплексе с Mg<br />
и АТФ. Мышца находится в эластическом состоянии.<br />
Удаление АТФ из комплекса, например, путем отмывания,<br />
вызывает потерю эластичности.<br />
В-третьих, миозин связывает полимеризованную форму<br />
актина (фибриллярный актин) - основной компонент<br />
тонких нитей.<br />
Миозин —белок полноценный и хорошо усвояемый.<br />
При ферментативном расщеплении миозина, например,<br />
с участием трипсина, образуются фрагменты, сохраняющие<br />
некоторые функции интактной молекулы. При этом<br />
образуются два филамента - легкий меромиозин (ЛММ)<br />
и тяжелый меромиозин (ТММ).<br />
ЛММ, так же как и миозин, образует нити, но не обладает<br />
ферментативной активностью и не связывает актин.<br />
Установлено, что 90% ЛММ имеют структуру а-спирали<br />
и образуют двухцепочечный а-спирализованный стержень<br />
длиной 850 А . Растворы его имеют высокую вязкость.<br />
ТММ катализирует гидролиз АТФ, связывает актин,<br />
но не образует волокна. ТММ состоит из вытянутой стержневидной<br />
части и глобулярной области, состоящей из<br />
двух головок. При дальнейшем ферментативном расщеплении<br />
с участием папаина ТММ распадается на два глобулярных<br />
субфрагмента (S,) и один фибриллярный суб<br />
16
фрагмент. Каждый Sj-фрагмент имеет участок с АТФазной<br />
активностью и участок связывания актина. Кроме<br />
того, к Sj-фрагменту нековалентно присоединены легкие<br />
цепи миозина, способные модулировать АТФ-азную<br />
активность миозина. S -фрагменты содержат SH-группы,<br />
причем модификация части SH-групп увеличивает<br />
АТФ-азную активность, а исчерпывающие модификации<br />
уменьшают ее.<br />
Присоединение АТФ к миозину (М) и его диссоциацию<br />
можно представить четырьмя уравнениями:<br />
М + АТФ о М 'АТФ;<br />
М -АТФ + Н гО М *-А Д Ф -P i+ Н ';<br />
М* •АДФ •Pi о М -АД Ф ' Pi;<br />
М •АДФ •Pi -±50ф ООО. Акодн не<br />
обладает АТФ-азной активностью^ноду^^цч-иваеь,лцд-<br />
20213 ЛлГатын^былыми 17<br />
Л S i о Я Н и чТ Л П У Д Н А П .’
ролиз АТФ миозином; относится к полноценным и хорошо<br />
усвояемым белкам.<br />
Актомиозин - это комплекс, состоящий из двух белков<br />
актина и миозина. При образовании актомиозина<br />
молекулы миозина прикрепляются своими головками к<br />
бусинкам актина через группы миозина и OiZ-группы<br />
актина. Поскольку цепь Ф-актина содержит много молекул<br />
Г-актина, каждая нить Ф-актина может связывать<br />
большое число молекул миозина. Важным свойством актомиозинового<br />
комплекса является его способность диссоциировать<br />
в присутствии АТФ.<br />
Актомиозин, как подлинный глобулин, нерастворим<br />
в воде. Раствор актомиозина отличается высокой вязкостью.<br />
Степень вязкости растворов актомиозина зависит от<br />
соотношения в них актина и миозина: чем больше содержится<br />
актина, тем выше вязкость. Молекулярная масса<br />
актомиозина колеблется в широких пределах, так как<br />
соотношение актина и миозина в актомиозиновом комплексе<br />
может быть различным.<br />
Тропомиозин составляет 10-12% всех белков миофибрилл,<br />
или 2,5% белков мышц. Тропомиозин растворим<br />
в воде, но из мышечной ткани водой не извлекается, что<br />
свидетельствует о его связи с нерастворимыми в воде белками<br />
миофибрилл. Тропомиозин - это фибриллярный<br />
белок, имеет форму сильно вытянутых палочек. Он состоит<br />
из двух сходных полипептидных цепей, которые<br />
образуют двойную спираль. Тропомиозин образует комплекс<br />
с Ф-актином, участвует в мышечном сокращении.<br />
Тропомиозин - белок неполноценный, он не содержит<br />
триптофана. Изоэлектрическая точка его - 5,1, молекулярная<br />
масса - 130000.<br />
В миофибриллах обнаружено небольшое количество<br />
других белков (тропонин, актинин и др.), которые также<br />
участвуют в мышечном сокращении.<br />
Тропонин —сферическая молекула массой 76000, состоящая<br />
из трех различных субъединиц - полипептидных<br />
цепей: тропомиозин-связывающая субъединица<br />
(Т ■-Т), ингибирующая {Тн-/), кальций-связывающая (Т -С).<br />
18
Все компоненты связаны между собой и Ф-актином нековалентно.<br />
Тн-Т с молекулярной массой 37000 образован одиночной<br />
полипептидной цепью, состоящей из 259 аминокислотных<br />
остатков, последовательность которых уже установлена.<br />
Эта суъбединица имеет избыточный положительный<br />
заряд, поэтому изоэлектрическая точка находится<br />
при pH 8,8. Т -Т прочно связан с изолированным<br />
тропомиозином и тропомиозин-Ф-актиновым комплексом,<br />
благодаря чему происходит присоединение Т -I и Т -С<br />
к комплексу Ф-актин-тропомиозин.<br />
Цепь Т -I состоит из 179 остатков аминокислот, ее функция<br />
- предотвращение взаимодействия миозиновых<br />
головок с актином. В результате блокируется как связывание,<br />
так и АТФ-азная активность миозина.<br />
Тн-С с молекулярной массой 18000 образована полипептидной<br />
цепью, состоящей из 159 аминокислотных<br />
остатков. Эта субъединица несет центр связывания Са2+.<br />
Тропониновые комплексы (Тн-Т, Щ-1, Т -С) расположены<br />
на тонких нитях на расстоянии 385 А друг от друга,<br />
на интервале, заданном длиной тропомиозина. Связываясь<br />
с одной молекулой тропомиозина, тропониновый<br />
комплекс регулирует активность примерно семи мономеров<br />
актина.<br />
В отсутствие Са2+ тропонин и тропомиозин ингибируют<br />
взаимодействие актина и миозина. При этом тропомиозин<br />
стерически блокирует участки связывания S. на<br />
актине. Высвобождаемые из саркоплазматического ретикулума<br />
ионы Са2+ связываются с Ти-С-компонентом<br />
тропонина, что вызывает конформационные сдвиги, передающиеся<br />
на тропомиозин и затем на актин. При этом<br />
разрешается взаимодействие головок миозина с актиновыми<br />
тонкими нитями. Возникает сила сокращения<br />
и одновременно гидролизуется АТФ. Далее ионы Са2+<br />
удаляются, и тропомиозин вновь блокирует доступ актина<br />
к головкам миозина. Таким образом, ионы Саг+ регулируют<br />
мышечное сокращение по аллостерическому ме<br />
19
ханизму по следующей последовательности передачи информации:<br />
Саг+ -> Тропонин -> Тропомиозин -> Актин -> Миозин.<br />
В миофибриллах мышечных клеток обнаружены другие<br />
белки в незначительных количествах. В частности,<br />
а- и /?-актинины, участвующие в регуляции процессов<br />
сокращения и образовании поперечных связей между<br />
тонкими нитями в I-диске саркомеров. Молекулярная<br />
масса а-актинина -180000.<br />
Белки стромы входят в состав сарколеммы и рыхлой<br />
соединительной ткани, объединяющей мышечные волокна<br />
в пучки и белки ядер. Эти белки не растворяются<br />
в водно-солевых растворах. К ним относятся соединительнотканные<br />
белки: коллаген, эластин, ретикулин и<br />
гликопротеиды - муцины и мукоиды. Последние представляют<br />
собой слизистые белки, выполняющие защитные<br />
функции и облегчающие скольжение мышечных<br />
пучков. Эти белки извлекаются щелочными растворами.<br />
В ядрах мышечных клеток содержатся, по крайней<br />
мере, три белковые фракции: нуклеопротеиды, кислый<br />
белок и остаточный белок. Ядро мышечных клеток построено<br />
главным образом из нуклеопротеидов. Простетической<br />
группой этих сложных белков является дезоксирибонуклеиновая<br />
кислота, белковыми компонентами<br />
нуклеопротеидов - гистоны. Это неполноценные белки -<br />
в них нет триптофана. Нуклеопротеиды растворяются<br />
в щелочах. «Кислый белок» также растворяется в щелочах.<br />
В отличие от гистонов, в молекуле «кислого белка»<br />
содержится триптофан. После удаления нуклеопротеидов<br />
и «кислого белка» в ядрах остается желеобразная масса<br />
—остаточный белок, по свойствам и аминокислотному<br />
составу похожий на коллаген.<br />
Все белки мышечной ткани относятся к полноценным.<br />
Аминокислотный состав представлен в табл. 1.<br />
20
А м инокилотны й состав<br />
Таблица 1<br />
Аминокислоты<br />
Содержание в основных белковых фракциях,%<br />
миозин актин миоген А тропомиозин миоглобин<br />
Аланин 6,5 6,3 8,56 8.8 7.95<br />
Глицин 1.9 5,0 5,61 0,4 5,85<br />
Валин 2,6 4.9 7,4 3,13 4,09<br />
Лейцин 15,в 8,25 11.5 15,6 16,8<br />
Иэолейцин 7,5 -<br />
1Пролин 1.9 5.1 5,71 1,3 3,34<br />
1Фенилаланин 4,3 4.8 3,06 4.6 5,09<br />
1 Тирозин 3,4 5.8 5,31 3,1 2.4<br />
, Триптофан 0,8 2,05 2,31 0,0 2,34<br />
г .....<br />
i Серии 4,33 | 5,9 7.3 4,38 j 3,46<br />
Треонин 5,1 7,0 7,47 2.9 | 4,56<br />
1Цистин 1,4 1,34 1.12 0,76 0,0<br />
■ _<br />
Метионин<br />
3,4 4,5 1,17 2,8 1,71<br />
IАргинин 7,36 6,6 6,33 7,8 2,2<br />
Гистидин 2,41 2,9 4.21 0,85 8,5<br />
Лизин 11,92 7,6 9,54 15,7 15,5<br />
I Аспарагиновая<br />
8,9 10,9 9.7 9,1 8,2<br />
кислота<br />
Глутаминовая<br />
|кислота<br />
22,1 14.8 11.4 32,9 16.48<br />
Ф ерм енты м ы ш ечной ткани. М ышечная ткань характеризуется<br />
больш им разнообразием содерж ащ ихся в ней<br />
ферментов, ибо мыш ечная ткань является одной из самых<br />
«работаю щ их» тканей. Это, прежде всего, ферментная<br />
си стем а , свя зан н ая с п р и ж и зн ен н ой ф ун кц и ей<br />
м ы ш ц - функцией движ ения. Эта ферментная система<br />
управляет актом сокращ ения и расслабления мыш ечны х<br />
волокон. Она включает в себя как ферменты, связанные<br />
с сокращ ением миофибрилл и распадом АТФ -вещ ества,<br />
непосредственно п оставляю щ его эн ерги ю сок р а щ а ю <br />
щ имся миофибриллам, так и совокупность ферментов,<br />
обеспечивающ их получение больш ого количества энергии<br />
в форме А ТФ , необходимой для мыш ечной деятельности.<br />
Это ферменты гликолиза, а такж е ферменты ц икла<br />
трикарбоновы х кислот и дыхательной цепи.<br />
После углеводов ж иры являются важнейш им источником<br />
энергии в мыш цах. При недостатке углеводов в процесс<br />
обмена вовлекается большое количество жира. В мыш-<br />
21
цах присутствуют ферменты, окисляющие жирные кислоты.<br />
Непосредственно с этими ферментными системами<br />
связаны и ферментные системы, обусловливающие<br />
распад и синтез главных структурных элементов мышечной<br />
ткани: ферменты, принимающие участие в синтезе<br />
белка на рибосомах, обмене аминокислот и др. Таким образом,<br />
в мышечной ткани содержатся сложные ферментные<br />
системы, составляющие единый комплекс.<br />
Особо следует остановиться на ферментах, которые содержатся<br />
в лизосомах. Это гидролазы, способные гидролизовать<br />
высокомолекулярные компоненты клеток -<br />
белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты.<br />
В неповрежденных клетках эти ферменты надежно удерживаются<br />
липопротеидной мембраной внутри лизосом.<br />
Если целостность лизосомы нарушена, то гидролазы высвобождаются<br />
и переваривают компоненты клетки, как<br />
это имеет место, например, после смерти животного на<br />
поздних стадиях автолиза.<br />
Липиды. Липиды мышечной ткани представлены жирами,<br />
фосфолипидами, а из стеридов - свободным и связанным<br />
холестерином. Липиды, входящие в состав мышечной<br />
ткани, выполняют функции двоякого рода.<br />
Часть их, главным образом фосфолипиды, является пластическим<br />
материалом. Фосфолипиды входят в состав<br />
митохондрий, миофибрилл, клеточных мембран. Другая<br />
часть липидов выполняет роль резервного энергетического<br />
материала. Такие липиды, главным образом жиры,<br />
содержатся в саркоплазме мышечного волокна в виде<br />
мельчайших капелек, придавая ей мутный вид. В большом<br />
количестве липиды содержатся в межклеточных<br />
пространствах, между пучками мышц в соединительнотканных<br />
прослойках. Общее содержание липидов в мышечной<br />
ткани, а также их компонентов колеблется в широких<br />
пределах и зависит от упитанности животного,<br />
вида, возраста, пола и т.д.<br />
Углеводы. Содержание углеводов в мышечной ткани<br />
сравнительно невелико. Они представлены главным образом<br />
гликогеном и глюкозой. Содержание гликогена<br />
22
в мышцах зависит от тренированности и упитанности животного:<br />
в мышцах плохо откормленных, истощенных,<br />
голодных и больных животных его в 2-3 раза меньше, чем<br />
в мышцах животных, находящихся в нормальном физиологическом<br />
состоянии. В разных мышцах содержание<br />
гликогена различно: в усиленно работающих мышцах его<br />
почти в 1,5 раза больше, чем в мышцах, мало работающих.<br />
В свеж их м ы ш цах убойны х ж ивотны х содерж ится<br />
0 ,3-0,9% , а иногда и 2% гликогена и 0,5,% глюкозы.<br />
Минеральные вещества. В мышечной ткани присутствует<br />
большое количество минеральных веществ. В табл. 2<br />
приведены обобщенные данные по содержанию элементов<br />
в мышечной ткани крупного рогатого скота.<br />
Таблица 2<br />
Состав мышечной ткани крупного рогатого скота<br />
Элемент Содержание, мг% Элемент<br />
Содержание,<br />
мг%<br />
Фосфор 200 Марганец 0,024<br />
Калий 340 Кобальт Молибден 0,004<br />
Натрий 65 Никель 0,0075<br />
Кальций 10 Свинец 0,008<br />
Магний 19 Хром 0,008<br />
Железо 2,7 Фтор 0,011<br />
Цинк 3,4 Йод 0,03<br />
Алюминий 0,5 0,014<br />
Медь 0,11<br />
Как видно, по сравнению с другими элементами особенно<br />
много в мышечной ткани содержится калия и фосфора.<br />
Значительная доля калия и кальция связана с белками.<br />
Взаимодействие калия, магния и кальция с актином,<br />
миозином и АТФ имеет важное значение в процессах<br />
сокращения и расслабления миофибрилл.<br />
Витамины. В составе мыЩечной ткани имеются почти<br />
все водорастворимые витамины, но практически отсутствует<br />
витамин С.<br />
В липидной части мышц содержится небольшое количество<br />
(0,02 м г% ) витаминов А и Д (0,0002 мг% ). Для<br />
различных животных и разного их состояния количество<br />
витаминов неодинаково.<br />
23
Экстрактивные вещества. При обработке мышечной<br />
ткани водой из нее экстрагируется ряд органических ве~<br />
ществ, кроме белков и липидов. Поэтому их называют<br />
экстрактивными. Различают азотистые и безазотистые<br />
экстрактивные вещества.<br />
К безазотистым экстрактивным веществам относятся<br />
углеводы и продукты их обмена, витамины, органические<br />
фосфаты. Продуктами обмена углеводов являются<br />
глюкоза, мальтоза, молочная, пировиноградная, янтарная<br />
и другие органические кислоты. Из них в количественном<br />
отношении молочная кислота наиболее значительна.<br />
Количество других относительно невелико.<br />
Азотсодержащие экстрактивные вещества - это вещества,<br />
содержащие азот, но не относящиеся к белкам. Среди<br />
них можно выделить конечные (мочевина, мочевая<br />
кислота, аммонийные соли) и промежуточные (пуриновые<br />
основания, аминокислоты и др.) продукты белкового<br />
обмена. Мышечная ткань содержит также ряд азотсодержащих<br />
веществ, которые при жизни животного выполняют<br />
специфические функции в процессе обмена веществ<br />
и энергии. К ним относятся карнозин, ансерин,<br />
креатин, креатинфосфат, аденозинтрифосфат и другие<br />
свободные нуклеотиды.<br />
Современные представления об экстрактивных веществах<br />
мышечной ткани основываются на работах известного<br />
русского биохимика B.C. Гулевича. Им был выделен<br />
ряд специфических экстрактивных веществ из мышц человека<br />
и животных.<br />
Карнозин представляет собой дипептид, состоящий из<br />
остатков /?-аланина и гистидина.<br />
Ансерин —гомолог карнозина, метилированный карнозин.<br />
Эти дипептиды участвуют в процессах окислительного<br />
фосфорилирования в мышцах при образовании макроэргических<br />
фосфатных соединений (АТФ, КрФ). Эти пептиды<br />
также стимулируют секреторную функцию пищеварительных<br />
желез. Содержание карнозина и ансерина в<br />
скелетных мышцах убойных животных составляет около<br />
0,014-1,0%.<br />
24
Глутатион - трипептид, состоящий из глутаминовой<br />
кислоты, цистеина и глицина. Он является сильным восстановителем<br />
и легко окисляется. В живых тканях он находится<br />
в восстановленной форме и при необходимости<br />
переходит в окисленную форму:<br />
- 2 Н<br />
2 SH = Глутатион S-S = Глутатион<br />
+ 2 Я<br />
Прижизненное содержание его в мышцах -25,841,5 м г% .<br />
Креатин - метилгуанидинуксусная кислота:<br />
NH, - C - N - C H СООН<br />
II I<br />
NH СН3<br />
При жизни животного 70-80% креатина находится в<br />
виде креатинфосфата, макроэргического соединения, образующегося<br />
при фосфорилировании креатина под действием<br />
фермента креатинфосфокиназы (КФК):<br />
КФК<br />
NH-C-N-CH- СООН + АТФ NH - С - N - СНг - СООН<br />
II I<br />
I II I<br />
NH СН3<br />
NH СН3<br />
НО - Р ОН<br />
II<br />
О<br />
Креатинфосфат - богатое энергией соединение, выполняющее<br />
роль легко мобилизуемого резерва энергии.<br />
Кроме того, он выполняет функцию внутриклеточного<br />
транспорта энергии от митохондрий (место ее получения)<br />
к сократительным элементам - миофибриллам (место ее<br />
потребления в мышечных клетках). Во фракции экстрактивных<br />
веществ содержится 10- 11% общего количества<br />
азота в свежей мышечной ткани.
После убоя ж ивотного экстрактивные вещества и продукты<br />
их превращения участвуют в создании специфического<br />
вкуса и аромата мяса.<br />
1.3. Сокращение и релаксация мыш ц<br />
При жизни животного мышечная ткань совершает определенную<br />
работу, которая обусловлена мышечным сокращением<br />
и релаксацией. Для выполнения работы требуется<br />
энергия. Известно, что живые организмы не могут<br />
превращать тепло, выделяемое в клетках при химических<br />
реакциях, в другие виды энергии. Н епосредственным<br />
источником энергии для сокращ ения мыш ц<br />
является химическая энергия, выделяющаяся при расщеплении<br />
м акроэргических ф осф атны х связей А ТФ ,<br />
которая превращается в механическую энергию.<br />
Основными сократительными элементами мыш ечного<br />
волокна (мышечной клетки) являются миофибриллы.<br />
Каждая миофибрилла состоит из многочисленных параллельных<br />
нитей, которы е бывают двух типов —тол с<br />
тые и тонкие. Толсты е нити состоя т из белка миозина,<br />
а тонкие - из актина. В миофибрилле нити расположены<br />
таким образом, что длинные актиновые нити входят<br />
своими концами в промежутки между толстыми и более<br />
короткими миозиновыми нитями.<br />
Как уже упоминалось выше, миофибриллы показывают<br />
поперечную исчерченность, что связано с наличием<br />
анизотропных А-дисков и изотропных /-дисков (рис. 1.7).<br />
В /-дисках присутствуют только тонкие актиновые нити,<br />
а А-диски содержат толстые миозиновые и тонкие актиновые<br />
нити, что и обусловливает двойное лучепреломление,<br />
/-диски делятся пополам плотной поперечной 2-пластинкой.<br />
Вся повторяющаяся единица от одной 2-пластинки<br />
до другой 2-пластинки называется саркомером.<br />
Тонкие нити гладкие, на толстых имеются выступы —<br />
это «головки» миозина. С помощью этих выступов толстые<br />
и тонкие нити могут соединяться поперечными мостика-<br />
26
ми через группы миозина и ОН-группы актина. Путем<br />
такого взаимодействия образуется актомиозин.<br />
В расслабленной мышце нити актина и миозина не<br />
взаимодействуют между собой. Головки миозина находятся<br />
в перпендикулярном положении к толстым нитям<br />
и не соединены стойками.<br />
а - миофибрилла; б - участок миофибриллы; 1 —толстые<br />
нити (миозин); 2 —тонкие нити (актин)<br />
Тропомиозин блокирует нити актина, а тропонин ингибирует<br />
ферментативную активность миозина, препятствуя<br />
расщеплению АТФ и освобождению энергии, необходимой<br />
для мышечного сокращения.<br />
Мышечное сокращение возбуждается нервным импульсом,<br />
передаваемым от нервных окончаний на мышечное<br />
волокно. Импульс повышает проницаемость<br />
клеточных мембран, в частности, мембран эндоплазматической<br />
сети, в которой концентрация ионов кальция<br />
в 10000 раз выше, чем в саркоплазме мышечного волокна.<br />
Увеличение проницаемости приводит к тому, что концентрация<br />
ионов кальция в цитоплазме возрастает.<br />
Ионы кальция связываются с комплексом тропонин -<br />
тропомиозин и инактивируют его. В результате освобождаются<br />
заблокированные реакционноспособные участки<br />
актина и головки миозина движутся к актиновым моле-<br />
27
Рис. 1.8. Сокращение мышечного волокна<br />
кулам, прикрепляются к ним. При этом образуются поперечные<br />
миозиновые мостики, которые, как резинки,<br />
тянут на себя молекулы актина. Актиновые нити скользят<br />
между нитями миозина. Мышечное волокно сокращается<br />
(рис. 1.8).<br />
На перемещение нитей используется энергия, выделяющаяся<br />
при гидролизе АТФ. Как указывалось выше,<br />
миозин обладает АТФ-азной активностью. Когда мышца<br />
расслаблена, тропонин ингибирует миозин-АТФ-азу<br />
и энергия не образуется. Инактивация тропонина ионами<br />
кальция пробуждает активность миозина, освободившаяся<br />
энергия натягивает резинку поперечных мостиков.<br />
По мере использования энергетических запасов каждой<br />
молекулой АТФ связь миозина с актином разрывается,<br />
а на головке образуется новая молекула АТФ, гидролиз<br />
которой вновь заряжает поперечный мостик энергией.<br />
Этот процесс повторяется многократно, приводя к более<br />
глубокому продвижению актиновых нитей между<br />
миозиновыми.<br />
При сокращениях и расслаблениях молекула миозина<br />
подвергается конформационным перестройкам: в фазе<br />
релаксации она представляет собой свернутую в спираль<br />
28
полипептидную цепь; в фазе сокращения (при образовании<br />
комплекса молекулы миозина с АТФ) она растягивается<br />
в цепочку и, используя образующуюся при гидролизе<br />
энергию АТФ, взаимодействует поперечными мостиками<br />
с актином, создавая тягу. По сути дела, химическая<br />
энергия здесь непосредственно превращается в механическую.<br />
Единичное сокращение мышечного волокна длится от<br />
0,01 до 0,1 с. За это время проницаемость клеточных мембран<br />
понижается. Ионы кальция возвращаются в эндоплазматическую<br />
сеть. Исчезновение кальция из саркоплазмы<br />
освобождает тропонин, который вновь ингибирует<br />
образование энергии. Актомиозиновый комплекс распадается.<br />
Мышца расслабляется.<br />
Так как в процессе мышечной деятельности постоянно<br />
расщепляется АТФ, то для того, чтобы мышца могла<br />
работать непрерывно, необходимо постоянное его пополнение.<br />
Только благодаря ресинтезу содержание АТФ<br />
в мышцах поддерживается на определенном уровне.<br />
Таким источником, обеспечивающим систему энергией,<br />
является перенос энергии с креатинфосфата на АДФ<br />
с образованием АТФ и креатина при участии фермента<br />
креатинфосфокиназы.<br />
Концентрация креатинфосфата в скелетных мышцах<br />
позвоночных животных в 4-5 раз превышает концентрацию<br />
АТФ.<br />
Источниками энергии, обеспечивающими образование<br />
АТФ и КРФ, являются гликолиз и гликогенолиз, а также<br />
клеточное дыхание. Хотя все мышцы позвоночных животных<br />
обладают как гликолитической, так и дыхательной<br />
активностью, относительный вклад гликолиза и дыхания<br />
в восстановление АТФ и КРФ может значительно<br />
варьировать. В высокоактивных, или красных, мышцах<br />
с высоким содержанием миоглобина и цитохромов (летательные<br />
мышцы птиц и мышцы конечностей млекопитающих)<br />
главным источником является аэробное окисление.<br />
В относительно малоактивных, или белых, скелетных<br />
мышцах, которые содержат мало миоглобина и цитохро-<br />
29
мов, главными источниками энергии для ресинтеза АТФ<br />
являются гликолиз и гликогенолиз, даже если такие<br />
мышцы хорошо снабжаются кислородом.<br />
«Топливо», используемое для ресинтеза АТФ, может<br />
быть различным в зависимости от активности мыш ц.<br />
В покоящ ихся мышцах у млекопитающих, например,<br />
во время сна, используются в основном жирные кислоты;<br />
при этом потребляется очень мало глюкозы из крови.<br />
Однако при максимальной активности главным «топливом»<br />
становится глюкоза.<br />
КПД тепловой машины составляет 10% тепловой энергии,<br />
получаемой при сжигании топлива. Мышцы используют<br />
20-40% химической энергии питательных веществ.<br />
Остальная энергия переходит в тепло, часть этого тепла<br />
используется для поддержания температуры тела. Если<br />
организм животного не производит мышечной работы,<br />
то образующегося в организме тепла недостаточно для<br />
того, чтобы согревать тело в условиях холода. Тогда мышцы<br />
начинают непроизвольно сокращаться, появляется<br />
дрожь, и образующееся при этом тепло восстанавливает<br />
и поддерживает температуру тела.<br />
1.4. Автолитические превращения мышечной<br />
ткани<br />
После прекращения жизни животного состав и свойства<br />
тканей, и в первую очередь мышечной, существенно<br />
меняются. Вследствие прекращения поступления кислорода<br />
и приостановки процессов синтеза дезорганизуется<br />
обмен веществ и энергии в тканях. Как результат этого -<br />
обратимые прижизненные процессы становятся необратимыми<br />
и протекают всегда в одном направлений - распада.<br />
Начинается самораспад тканей под действием ферментов<br />
самих тканей. Этот процесс называется автолизом.<br />
Процессы, начинающиеся после смерти животного<br />
в мышечной ткани, можно наблюдать по чисто внешним<br />
признакам. Сразу после прекращения жизни мышечная<br />
30
ткань расслаблена. Через несколько часов расслабленные<br />
мышцы теряют свою растяжимость и гибкость, становятся<br />
твердыми, плохо растяжимыми и непрозрачными.<br />
Мускулы несколько укорачиваются и постепенно коченееют.<br />
Это состояние называется посмертным окоченением.<br />
Оно сохраняется в течение 24-28 ч, а затем начинается<br />
расслабление мышц - разрешение посмертного окоченения.<br />
Полное развитие окоченения наступает в разные сроки,<br />
в зависимости от особенностей животного и птицы<br />
и от окружающих условий. При температуре, близкой<br />
кО°С, окоченение наступает примерно в следующие сроки:<br />
для крупного и мелкого рогатого скота через 18-24 ч,<br />
свиней -16-18 ч, кур - 2-4 ч. Окоченение развивается вдвое<br />
быстрее при 15-18 °С и в 4 раза быстрее при 37 °С. При<br />
быстром охлаждении окоченение несколько задерживается,<br />
и оно менее глубокое. В мышцах молодых животных<br />
окоченение развивается быстрее, чем в мышцах старых;<br />
в мышцах упитанных животных оно протекает медленнее;<br />
в мышцах больных - менее глубокое окоченение.<br />
Изменение структуры мышечной ткани в процессе автолиза.<br />
Процесс окоченения мускулатуры и его разрешение<br />
связаны с изменением состояния мышечных волокон<br />
—их сокращением и последующим расслаблением.<br />
Механизм сокращения мышечных волокон в период<br />
окоченения сходен с механизмом их сокращения при<br />
жизни, однако имеются и существенные различия.<br />
Вместо организованного и целенаправленного сокращения<br />
групп волокон под влиянием нервного импульса они<br />
беспорядочно сокращаются по всему объему мышцы.<br />
Процесс протекает несинхронно. Даже отдельные волокна<br />
в один и тот же момент времени находятся в разной<br />
стадии сокращения. Неравномерность перехода в сокращенное<br />
состояние обнаруживается даже по длине одного<br />
и того же волокна. Часть волокна может быть расслаблена,<br />
а другая - сокращена.<br />
Отсутствие синхронности в переходе волокон в сокращенное<br />
состояние и обратно приводит к сложной дефор-<br />
31
мации соседних, менее сокращенных волокон. В структуре<br />
волокна возникает напряженное состояние, появляются<br />
признаки нарушения его внутреннего строения.<br />
Число волокон, переходящих в сокращенное состояние,<br />
постепенно нарастает, но одновременно с этим ранее сократившиеся<br />
волокна расслабляются. К моменту максимального<br />
развития посмертного окоченения мускула<br />
число волокон в стадии сокращения наибольшее.<br />
К моменту разрешения окоченения все более заметными<br />
становятся признаки разрушения структуры ткани:<br />
клеточные ядра сморщиваются, появляются поперечные<br />
разрывы мышечных волокон и др.<br />
1.5. Механизм и химизм посмертных изменений<br />
Хотя до настоящего времени нет еще общепринятой<br />
всеобъемлющ ей теории автолитических изменений<br />
в мышечной ткани, данные современных научных исследований<br />
позволяют сформулировать более или менее<br />
отчетливые представления о механизме и химизме важнейших<br />
процессов автолиза.<br />
Посмертные изменения мышечной ткани связаны<br />
с деятельностью ферментов, поскольку с прекращением<br />
жизни животного ферменты не инактивируются. Ферментативная<br />
природа посмертных изменений мышечной<br />
ткани была впервые установлена И.А. Смородинцевым<br />
еще в начале 30-х годов.<br />
В автолитических изменениях мышечной ткани наиболее<br />
важное значение имеет деятельность двух основных<br />
ферментных систем. Одна из них связана с функцией<br />
движения. Эта ферментная система управляет сокращением<br />
и расслаблением мышц. Другая катализирует<br />
непрерывный распад главных структурных элементов<br />
мышечного волокна вследствие деятельности гидролитических<br />
ферментов.<br />
Деятельность обеих ферментных систем, так же как<br />
и других ферментных систем мышечной ткани, взаимо-<br />
32
связана. Но роль каждой из них на разных стадиях автолиза<br />
различна. В период развития и разрешения окоченения<br />
главную роль играет ферментная система, регулирующая<br />
процесс сокращения-расслабления мыш ечных<br />
волокон. В дальнейшем после разрешения окоченения<br />
все более заметными становятся изменения, связанные<br />
с гидролитическим распадом.<br />
Система сокращения-расслабления мышечных волокон<br />
включает изменение сократительного аппарата - миофибрилл,<br />
распад АТФ-вещества, непосредственно поставляющего<br />
энергию сокращающимся миофибриллам,<br />
и совокупность веществ, несущих в себе запас энергии,<br />
обеспечивающих синтез АТФ, - это углеводная система,<br />
и в первую очередь гликоген.<br />
1.6. Изменения углеводной системы<br />
Посмертные изменения мышечной ткани с самого начала<br />
связаны с изменениями углеводной системы. После<br />
прекращения жизни животного окисление гликогена<br />
аэробным путем затухает вследствие прекращения<br />
поступления кислорода в клетки. Окислительный распад<br />
гликогена происходит путем анаэробного гликогенолиза,<br />
который приводит к накоплению в мышцах большого<br />
количества молочной кислоты и заметного количества<br />
пировиноградной. Наряду с этим в мышечной ткани<br />
накапливаются промежуточные продукты гликолитического<br />
распада, в частности глюкозо-1-фосфат, глюкозо-6-фосфат<br />
и др.<br />
Наряду с окислением начинается и гидролитический<br />
распад гликогена (амилолиз) до глюкозы, но в первый<br />
период автолиза интенсивность его относительно невелика.<br />
В дальнейшем он резко повышается. Это объясняется<br />
тем, что в мышечных волокнах имеются два ферментативных<br />
механизма гидролитического расщепления гликогена:<br />
гликозидазы, содержащиеся в саркоплазме, и гликозидазы<br />
- в лизосомах. На более поздних стадиях автолиза<br />
3-0213 33
эти ферменты выходят из лизосом, что обусловливает повышение<br />
интенсивности амилолитического распада гликогена.<br />
В начальных стадиях автолиза в результате гликогена<br />
молочная кислота накапливается сравнительно медленно,<br />
так как в мышцах еще присутствует оксимиоглобин,<br />
кислород которого способен окислять пировиноградную<br />
кислоту до конечных продуктов - СОг и Н гО.<br />
Большое значение имеет количество гликогена в мышцах<br />
перед убоем животного (от 300 до 1000 мг% и более).<br />
Непосредственным результатом распада гликогена и<br />
накопления молочной и ортофосфорной кислот (в результате<br />
дефосфорилирования промежуточных продуктов<br />
гликогенолиза - гликозофосфорных эфиров, а в дальнейшем<br />
- креатинфосфата и мононуклеотидов) является<br />
сдвиг реакции среды в кислую сторону. В изменении<br />
реакции среды можно заметить периодичность: быстрое<br />
падение в период развития окоченения, некоторый рост<br />
в течение последующих двух-трех суток и относительная<br />
стабилизация (при некоторых колебаниях) в последующем.<br />
Очевидной причиной этого являются изменения<br />
в количественных соотношениях молочной и фосфорной<br />
кислот.<br />
Как видно, в первые 12-24 ч после убоя резко снижается<br />
количество гликогена и увеличивается количество<br />
молочной кислоты, pH среды падает с 6,2 до 5,56. В течение<br />
последующего времени распад гликогена и понижение<br />
pH среды уменьшаются.<br />
Изменение pH среды связано и с буферными системами<br />
мышц. В результате накопления кислых продуктов<br />
в начальных стадиях автолиза происходит насыщение<br />
буферных систем мышечной ткани. Значительное<br />
накопление молочной, пировиноградной и фосфорной<br />
кислот является причиной почти полного разрушения<br />
дикарбонатного буфера и выделения С02. Стабилизирующее<br />
влияние дикарбонатного буфера на кислотность среды<br />
устраняется, что способствует резкому сдвигу pH в кислую<br />
сторону.<br />
34
Большое значение имеет буферное действие белков.<br />
В период мышечного окоченения буферная способность<br />
белков уменьшается вследствие уплотнения их структур<br />
в интенсивных агрегационных взаимодействиях, значит,<br />
в этот период уменьшается противодействие и белкового<br />
буфера изменению рН-среды - кислотность возрастает.<br />
При разрешении окоченения свойства белков изменяются,<br />
и увеличивается их способность связывать ионы<br />
водорода, что способствует повышению pH среды. Увеличение<br />
кислотности среды влечет за собой перераспределение<br />
катионов и анионов электролитов в клетках<br />
и межклеточной жидкости, в результате чего изменяются<br />
физико-химические свойства белков. Это является одной<br />
из причин изменения их растворимости, гидратации,<br />
активности ферментов.<br />
1.7. Изменение состояния белков<br />
в процессе автолиза<br />
Решающее значение для свойств мышечной ткани<br />
в период развития и разрешения посмертного окоченения<br />
имеет изменение состояния белков миофибрилл<br />
в связи с актом сокращения. Как рассматривалось выше,<br />
в основе посмертного окоченения лежит тот же механизм<br />
мышечного сокращения, что и в живой мышце. Как известно,<br />
мышцы сокращаются за счет энергии распада<br />
АТФ. В процессе мышечной деятельности АТФ постоянно<br />
расходуется, но ее содержание в мышцах поддерживается<br />
на определенном уровне благодаря постоянному<br />
ресинтезу ее. Начальные стадии окоченения также резко<br />
зависят от уровня содержания АТФ. Непосредственно<br />
после прекращения жизни ж ивотного количество<br />
АТФ достаточно велико и мышцы расслаблены. Содержание<br />
АТФ в автолизирующих мышцах характеризуется<br />
суммарным результатом двух процессов - распада<br />
и синтеза. Однако процессы распада преобладают над<br />
процессами синтеза, и уже к 24 ч после убоя в мышцах,
хранившихся при 3-4 С, АТФ обнаруживается в очень<br />
небольших количествах. Причиной этого является ферментативный<br />
распад АТФ в мышечной ткани под действием<br />
аденозинтрифосфатазы, который начинается сразу<br />
после убоя животного, и расход АТФ в различных биохимических<br />
реакциях.<br />
Основным источником пополнения АТФ в автолизирующих<br />
мышцах является анаэробный распад гликогена,<br />
а также глюкозы, образующейся в процессе амилолиза<br />
гликогена. Особенно интенсивно образование АТФ<br />
протекает в начальных стадиях автолиза. Ее содержание<br />
в мышцах в этот период остается примерно на одном уровне.<br />
Это задерживает развитие сокращения. Таким образом,<br />
в течение первых 5-6 ч после убоя посмертное окоченение<br />
заметно не развивается.<br />
Наряду с гликолитическим распадом одной из реакций,<br />
пополняющих количество АТФ, является реакция<br />
между креатинфосфатом и АДФ. Однако креатин восстанавливается<br />
до креатинфосфата в аэробных условиях.<br />
Поэтому эта реакция возможна лишь до тех пор, пока не<br />
израсходованы запасы КРФ. Соответственно скорости<br />
уменьшения количества АТФ и развиваются признаки<br />
посмертного окоченения, максимум которого наступает<br />
к моменту ее почти полного исчезновения.<br />
В прижизненных условиях сигналом для сокращения<br />
мышц служит нервный импульс, под влиянием которого<br />
ионы кальция диффундируют внутрь волокна. Появление<br />
ничтожных количеств ионов кальция в присутствии<br />
ионов магния вызывает быстрый ферментативный<br />
распад АТФ и сокращение миофибрилл.<br />
При посмертном сокращении передача нервных импульсов,<br />
регулирующих сокращение-расслабление, исключается.<br />
Фактором, инициирующим посмертное сокращение,<br />
является переход значительной части Са++<br />
из связанного состояния в свободное в результате структурных<br />
изменений белков саркоплазмы.<br />
Посмертное сокращение отличается от прижизненного<br />
и в другом отношении. После одиночного сокращения,<br />
36
когда Са+2-ионы выделяются из сферы реакции, мышцы<br />
расслабляются. Это обусловлено пластифицирующим<br />
(размягчающим) действием Mg-АТФ, который препятствует<br />
образованию поперечных связей между нитями<br />
актина и миозина. При окоченении, когда АТФ практически<br />
отсутствует, 1%-АТФ нет. Поэтому образуются<br />
поперечные связи, мышца становится жесткой и нерастяжимой.<br />
В процессе развития окоченения происходят<br />
конформационные изменения сократительных белков,<br />
а также сильная их агрегация. Причиной этих процессов<br />
могут быть не только изменения, вызываемые воздействием<br />
АТФ, но также и сдвиги, возникающие вследствие<br />
подкисления, дегидратации и других факторов.<br />
Накопление кислых продуктов (молочной, фосфорной,<br />
пировиноградной и других кислот) обусловливает изменения,<br />
способствующие большому межмолекулярномГу<br />
взаимодействию белков, их агрегации.<br />
После разрешения посмертного окоченения большинство<br />
волокон расслаблено. Причина этого расслабления<br />
еще недостаточно ясна. Но во всяком случае расслаблению<br />
должно предшествовать ослабление поперечных<br />
связей между актином и миозином, возникающих при<br />
окоченении. Полной диссоциации актомиозина на актин<br />
и миозин ни после разрешения окоченения, ни в дальнейшем<br />
не происходит. Возникает лишь частичная диссоциация,<br />
но и такая степень нарушения связей оказывается<br />
достаточной для растяжения волокна. Разрешение<br />
окоченения в процессе автолиза мышц также сопровождается<br />
специфическими конформационными изменениями<br />
белков. Одновременно ослабляются агрегационные<br />
взаимодействия. В определенной мере играет роль<br />
и протеолитический распад миофибриллярных белков<br />
под действием гидролаз, освобождающихся из лизосом,<br />
и усилением их активности с подкислением среды, так<br />
как оптимум активности протеиназ мышечной ткани<br />
находится в кислой среде.<br />
37
Глава II. БИ ОХИ М И Я КРОВИ<br />
Кровь является жидкой тканью, которая циркулирует<br />
в артериях, венах и капиллярах организма. На долю<br />
крови приходится в среднем 7,5% живой массы у крупного<br />
рогатого скота, 4,5% - у свиней, 7% —у овец и 8% -<br />
у птицы. Кровь вместе с лимфой и тканевой жидкостью,<br />
окружающей клетки, является внутренней средой организма,<br />
которая объединяет органы с тканями и выполняет<br />
ряд весьма важных функций.<br />
Дыхательная функция крови состоит в переносе различных<br />
газов. Она доставляет к тканям кислород и удаляет<br />
из них углекислоту. Кровь транспортирует питательные<br />
вещества, поступающие из пищеварительного тракта<br />
к каждой клетке тела (питательная функция). Выделительная<br />
функция крови заключается в переносе ею<br />
конечных продуктов обмена к выделительным органам<br />
(легким, коже, почкам, кишечнику). Кровь выполняет<br />
и защитные функции, участвуя в борьбе организма со<br />
многими видами заболеваний: при попадании в организм<br />
чужеродных высокомолекулярных веществ (белков или<br />
полисахаридов) - антиген - в крови образуются антитела,<br />
которые связывают антигены. Лейкоциты крови, богатые<br />
протеолитическими и липолитическими ферментами,<br />
способствуют быстрому распаду и перевариванию<br />
микробов, попадающих в тело животных, и предохраняют<br />
организм от некоторых инфекций. Способность к свертыванию<br />
крови является одним из важнейших защитных<br />
механизмов организма от потери крови при повреждениях<br />
сосудов. Кровь участвует в регуляции обмена веществ,<br />
так как железы внутренней секреции выделяют<br />
свои гормоны непосредственно в кровь. Регуляторная<br />
функция крови заключается также в поддержании постоянства<br />
осмотического давления, pH среды, обмена воды,<br />
температуры тела.<br />
38
Кровь сельскохозяйственных животных- ценное сырье<br />
для производства лечебной, пищевой и технической<br />
продукции.<br />
2.1. Строение и физико-химические свойства крови<br />
Как и другие ткани, кровь состоит из клеток и жидкого<br />
межклеточного вещества - плазмы. Клетки крови называются<br />
форменными элементами. К ним относятся<br />
эритроциты (красные кровяные клетки), лейкоциты (белые<br />
кровяные клетки) и тромбоциты (кровяные пластинки).<br />
Соотношение составных частей крови у различных<br />
животных не одинаково. В крови крупного рогатого скота<br />
содержится 63% плазмы и 37% форменных элементов,<br />
у мелкого рогатого скота соответственно 72 и 28%,<br />
у свиней - 56,4 и 43,6%.<br />
Химический состав внутренней среды организма зависит<br />
от продуктов, получаемых в результате реакций<br />
обмена веществ, от питательных веществ, которые постоянно<br />
поступают и выводятся из крови, а также от кислорода.<br />
Несмотря на это, кровь большого круга кровообращения<br />
характеризуется довольно постоянным составом.<br />
Удивительное постоянство ее основных биохимических<br />
показателей является важнейшей особенностью крови -<br />
внутренней среды организма. Например, глюкоза постоянно<br />
расходуется тканями и органами и в то же время<br />
поступает из печени, поэтому количество ее у человека<br />
находится на одном уровне —около 0,1% . Для характеристики<br />
внутренней среды организма существует ряд показателей,<br />
в том числе осмотическое давление, реакция<br />
среды, вязкость.<br />
Кровь представляет собой водный раствор молекул<br />
и ионов многих веществ. Их суммарное осмотическое<br />
давление при температуре 37 °С постоянно и составляет<br />
0,77-0,81 МПа. Наиболее осмотически активными веществами<br />
являются соли. В создании осмотического<br />
давления крови важную роль играют хлористый натрий<br />
39
и дикарбонат натрия. Около 90% осмотического давления<br />
плазмы крови зависит от наличия в ней хлористого<br />
натрия: ион хлора легко проникает через клеточные мембраны<br />
и тем самым поддерживает постоянное осмотическое<br />
давление внутри клетки.<br />
Для крови животных характерно также постоянство<br />
концентрации ионов водорода. Реакция крови слабощелочная<br />
и колеблется обычно в небольших пределах.<br />
Различные регуляторные механизмы обеспечивают<br />
поддержание pH среды постоянным в допустимых пределах.<br />
Среди них важное значение имеют буферные системы<br />
крови. Главными из них являются' белковая, дикарбонатная<br />
и фосфатная системы. Наибольшей буферной<br />
емкостью обладают белки (85-90%). Важнейшей буферной<br />
системой крови является гемоглобин эритроцитов.<br />
Гемоглобин проявляет свойства слабой кислоты, благодаря<br />
чему может связывать основания и образовывать<br />
соли. Кислореагирующие соединения взаимодействуют<br />
с калиевой солью гемоглобина с образование эквивалентных<br />
количеств соответствующей кислоты и свободного<br />
гемоглобина.<br />
Плотность крови составляет 1,055 кг/м 3, плазмы —<br />
1,03 кг/м3, эритроцитов - 1,09 кг/м3. Эритроциты тяжелее<br />
плазмы, поэтому они могут оседать в ней. Этим свойством<br />
пользуются при отделении форменных элементов<br />
от плазмы методом отстаивания, центрифугирования или<br />
сепарирования крови.<br />
Вязкость крови зависит от наличия в ней эритроцитов.<br />
Вязкость крови при 38 °С в 5 раз выше вязкости воды.<br />
2.2. Химический состав крови<br />
Плазма крови. В плазме крови содержится 90-91%<br />
воды и 9-10% сухого остатка. Большую часть сухого остатка<br />
составляют белки, а остальную часть - азотистые и безазотистые<br />
вещества, липиды и минеральные вещества.<br />
40
В настоящее время в составе белков плазмы выделено<br />
примерно до 40 различных белков. Основную часть составляют<br />
сывороточные альбумины, сывороточные глобулины<br />
и фибриноген.<br />
Сывороточный альбумин является типичным альбумином.<br />
Изоэлектрическая точка этого белка лежит при<br />
pH 4,6. Сывороточный альбумин является полноценным<br />
белком и хорошо усвояемым.<br />
Глобулины плазмы крови представляют собой большую<br />
группу белков различной структуры. При электрофорезе<br />
глобулины крови разделяются на фракции а-, (3-<br />
и ^-глобулины. Многие из ^глобулинов являются антителами.<br />
Изоэлектрическая точка глобулинов лежит при<br />
pH 5,1 и 6,2. Глобулины - полноценные и хорошо усвояемые<br />
белки.<br />
Фибриноген по свойствам близок к глобулинам. Это<br />
растворимый, полноценный и хорошо усвояемый белок<br />
плазмы крови.<br />
Изоэлектрическая точка фибриногена находится при<br />
pH 5,5. Это важный компонент системы, обеспечивающей<br />
свертывание крови. Плазма без фибриногена называется<br />
сывороткой. К белкам плазмы относятся и ферменты,<br />
причем ферментный состав плазмы у здоровых<br />
животных относительно постоянен.<br />
В плазме обнаружены ферменты, относящиеся к классу<br />
гидролаз (амилаза, фосфатаза, липаза, протеазы), и ферменты,<br />
участвующие в свертывании крови и в окислении<br />
(ка’галазы, пероксидазы).<br />
В плазме крови всегда присутствует некоторое количество<br />
низкомолекулярных азотистых веществ - конечных<br />
продуктов белкового обмена: мочевина, мочевая<br />
кислота, аммонийные соли, креатинин и др. Эти вещества<br />
образуются в тканях и поступают в кровь. Током крови<br />
они доставляются к почкам, откуда попадают в мочу.<br />
Кроме конечных продуктов белкового обмена в крови содержатся<br />
также и промежуточные продукты распада белков<br />
и нуклеиновых кислот: аминокислоты, полипепти-<br />
41
ды, пуриновые основания. Наибольшее количество небелкового<br />
азота плазмы крови приходится на долю мочевины.<br />
На втором месте находится азот аминокислот. Содержание<br />
небелковых азотистых веществ может служить<br />
показателем свежести крови и продуктов крови при их<br />
хранении и переработке; увеличение количества небелкового<br />
азота свидетельствует о гнилостном распаде белка.<br />
К безазотистым веществам, содержащимся в плазме<br />
крови, относятся питательные вещества, или промежуточные<br />
продукты их обмена: глюкоза, молочная кислота,<br />
триглицериды, свободные жирные кислоты, минеральные<br />
и другие вещества. Моносахариды, в основном глюкоза,<br />
всегда содержатся в плазме крови животных. Содержание<br />
глюкозы в плазме крови у человека —80-120 мг % ,<br />
этот уровень отличается постоянством и поддерживается<br />
различными регуляторйыми механизмами.<br />
Количество молочной, пировиноградной, янтарной<br />
и других кислот —продуктов промежуточного обмена,<br />
особенно молочной кислоты, в плазме крови разных животных<br />
неодинаково. В результате напряженной мышечной<br />
работы повышается распад гликогена, что ведет к увеличению<br />
содержания молочной кислоты.<br />
Липиды представлены жирами и продуктами их распада<br />
(глицерин и жирные кислоты), фосфатидами, холестеридами<br />
и холестерином. Общее содержание липидов<br />
в плазме крови зависит от принимаемой пищи и в среднем<br />
составляет у крупного рогатого скота 0,09% , у мелкого<br />
рогатого скота - 0,13% , у свиней —0,39% .<br />
В плазме крови содержатся минеральные вещества.<br />
Они находятся либо в связанном состоянии с белками<br />
(в основном с альбуминами или глобулинами) —транспортная<br />
неактивная форма, либо в ионизированном состоянии<br />
—активная форма. У животных различных видов<br />
общее количество минеральных веществ в крови составляет<br />
примерно 0,9% , но содержание отдельных составных<br />
частей сильно колеблется. У одного и того же животного<br />
минеральный состав характеризуется известным<br />
постоянством, значительные отклонения от него наблю<br />
42
даются только при заболеваниях. Важнейшей минеральной<br />
солью плазмы крови является хлористый натрий.<br />
Часть натрия находится в виде дикарбоната, фосфатов,<br />
сульфатов. Кроме солей натрия в плазме содержатся соли<br />
калия, причем плазма более богата солями натрия, а эритроциты<br />
- солями калия. В плазме находятся соединения<br />
кальция, которые играют большую роль в процессе свертывания<br />
крови, снижают возбудимость нервных клеток,<br />
проницаемость кровеносных сосудов и клеточных мембран.<br />
В плазме присутствует такж е большая группа<br />
микроэлементов железа, йода, меди, цинка, кобальта.<br />
Кровь транспортирует к тканям витамины, поступающие<br />
с пищей. В крови убойных животных в значительных<br />
количествах содержатся витамины группы В, а также<br />
витамины С, А .О .Е и К.<br />
У крупного рогатого скота плазма крови красно-желтая,<br />
а у свиней - желтая или бесцветная. Окраска плазмы<br />
крови зависит от наличия в пей пигментов —билирубина<br />
(золотисто-желтая) и биливердина (зеленая), которые<br />
являются продуктами распада гемоглобина. На окраску<br />
плазмы влияет и количество растительных пигментов<br />
—каротинов и ксантофиллов, придающих плазме<br />
красно-желтую окраску. Эти пигменты поступают в организм<br />
животных с пищей.<br />
Форменные элементы крови. Основную массу форменных<br />
элементов крови составляют эритроциты. Их количество<br />
в 1 мм3 крови колеблется от 6 до 11 млн., количество<br />
лейкоцитов в 1 мм3 - 5-10 тыс., тромбоцитов в 1 мм3<br />
- 200-600 тыс. Эритроциты - высокоспециализированные<br />
клетки, выполняющие функции дыхания. Они быстро<br />
изнашиваются. Ядер эти клетки не имеют - делиться<br />
не могут. Длительность жизни эритроцитов - 35-100<br />
дней. Они разрушаются и образуются в костном мозге.<br />
В состав эритроцитов входят вода (около 60% ), белки,<br />
ферменты, небелковые азотистые вещества, аналогичные<br />
плазмы, безазотистые вещества, в том числе липиды.<br />
Из веществ в эритроцитах преобладает калий, а из<br />
микроэлементов обнаружены медь и цинк.<br />
43
После удаления воды из эритроцитов остается сухой<br />
остаток, который на 90% состоит из белка гемоглобина.<br />
Гемоглобин - сложный белок из класса хромопротеидов.<br />
Красная окраска крови связана с наличием гемоглобина.<br />
Простетической его группой является гем - вещество,<br />
идентичное гему миоглобина.<br />
Белковая часть гемоглобина представлена белком глобин.<br />
Этот белок в составе гемоглобина имеет четвертичную<br />
структуру. Молекула его имеет четыре субъединицы,<br />
каждая из которых состоит из одной полипептид ной<br />
цепи, в третичной структуре соединенной с гемом. Таким<br />
образом, одна молекула гемоглобина состоит из четырех<br />
полипептидных цепей и четырех гемов. В отличие от миоглобина,<br />
где одна молекула белка (глобина) связана с одним<br />
гемом, у гемоглобина - с четырьмя темами. Изоэлектрическая<br />
точка гемоглобина лежит при pH 5,5. Гемоглобин<br />
разных животных различается по своей белковой части<br />
- глобину - сочетанием аминокислот. Гемоглобин способен<br />
легко соединяться с кислородом и другими газами,<br />
образуя производные гемоглобина, подобно производным<br />
миоглобина. Гемоглобин является переносчиком кислорода.<br />
В легких кислород соединяется с гемоглобином, образуя<br />
ярко-красный оксигемоглобин.<br />
Эта реакция обратима, и в капиллярах тканей в условиях<br />
низкого парциального давления кислорода комплекс<br />
распадается.<br />
Углекислота переносится кровью от тканей к легким<br />
главным образом в виде дикарбонат-иона, который образуется<br />
в эритроцитах, куда диффундирует углекислота,<br />
и взаимодействует с основаниями. Небольшая часть углекислоты,<br />
образовавшейся в тканях, растворяется в плазме,<br />
и некоторое количество ее переносится кровью в форме<br />
непрочного комплекса с гемоглобином —карбогемоглобина.<br />
Это соединение нестойкое и быстро диссоциирует<br />
в легочных капиллярах, выделяя СОг.<br />
44
2.3. Биохимические превращения крови<br />
Свертывание крови. Кровь после вытекания из кровеносных<br />
сосудов только короткое время сохраняет свойства<br />
жидкости; вскоре она свертывается, образуя сгусток.<br />
У различных животных самопроизвольно кровь свертывается<br />
с различной скоростью (в мин.):<br />
Крупный рогатый скот - 6,5-10;<br />
Овца -4-8;<br />
Свинья<br />
Лошадь<br />
- 3,5-5;<br />
- 11,5-15;<br />
Птица<br />
- менее 1.<br />
Свертывание крови связано с превращением растворимого<br />
белка плазмы фибриногена в нерастворимый белок<br />
фибрин. При этом превращении от молекулы фибриногена<br />
с помощью фермента отщепляются четыре пептида<br />
и получается фибрин, который полимеризуется в виде<br />
длинных тонких нитей. Нити фибрина образуют сеть,<br />
в которой застревают клетки крови.<br />
Механизм свертывания крови очень сложен. В нем<br />
участвуют различные вещества, содержащиеся в плазме и<br />
взаимодействующие в результате трех последовательных<br />
реакций. Каждая реакция катализируется ферментом, образующимся<br />
в результате предшествующей реакции.<br />
«Пусковым механизмом» при свертывании крови служит<br />
освобождение от поврежденной ткани липопротеида,<br />
называемого тромбоэластином. В результате реакций<br />
тромбоэластина с ионами Са и белковыми факторами, содержащимися<br />
в плазме (проакцелерином и проконвертином),<br />
образуется фермент протромбокиназа, которая также<br />
может синтезироваться в результате взаимодействия<br />
тромбопластина тромбоцитов, освобождающегося при распаде<br />
тромбоцитов с ионами Са и некоторыми глобулинами<br />
плазмы. Один из них, получивший название антигемофилинного<br />
глобулина, содержится в нормальной плазме,<br />
но отсутствует в плазме больных гемофилией.<br />
Протромбокиназа, образовавшаяся при участии тромбопластина<br />
из поврежденной ткани или из тромбоцитов,<br />
45
катализирует реакцию расщепления протромбина - глобулина<br />
плазмы, синтезируемого в печени при наличии<br />
достаточного количества витамина К. В результате образуется<br />
несколько фрагментов, один из которых представляет<br />
собой тромбин. Для этой реакции также необходимы<br />
ионы Са.<br />
Наконец, тромбин, действуя как протеолитический фермент,<br />
отщепляет от фибриногена четыре пептида и превращает<br />
его в активный фибрин - мономер, полимеризация<br />
которого приводит к образованию длинных волокон<br />
нерастворимого фибрина. Сеть из этих волокон и опутанные<br />
ею эритроциты, лейкоциты и тромбоциты образуют<br />
кровяной сгусток.<br />
Стабилизация крови. При жизни животного в большом<br />
круге кровообращения кровь не свертывается благодаря<br />
наличию в ней физиологических антикоагулянтов.<br />
К ним относятся гепарин, антитромбопластин, антитромбин<br />
и др.<br />
Гепарин резко снижает активность тромбина, образуя<br />
неактивный комплекс с самим тромбином и тромбопластином.<br />
По химической природе гепарин является мукопол<br />
исахаридом. Он содержится в наибольших количествах<br />
в печени, легких, мышцах. В живом организме гепарин<br />
задерживает свертывание крови, которое может произойти<br />
в результате разрушения тромбоцитов. Препараты гепарина<br />
широко используют при переливании крови. Антитромбин<br />
и антитромбопластин находятся в плазме, причем<br />
первый инактивирует тромбин, а второй - тромбопластин.<br />
Кроме того, в живом организме для предотвращения<br />
закупорки кровеносных сосудов тромбами имеется<br />
биохимический механизм их разрушения - разрушение<br />
фибрина при воздействии фермента плазмина, или фибринолизина.<br />
Этот фермент расщепляет гидролитическим<br />
путем фибриноген с образованием фибрин-мономеров.<br />
При убое животных вытекающая из кровеносных сосудов<br />
кровь свертывается и превращается в сгусток. Некоторые<br />
химические вещества - стабилизаторы, добавленные<br />
к свежесобранной крови, предотвращают ее свер-<br />
46
тывание. Кровь стабилизируют очень быстро, в момент<br />
взятия ее, пока она еще не успела свернуться. Стабилизация<br />
крови упрощает технологический процесс дальнейшей<br />
переработки. В составе жидкой крови остается<br />
полноценный белок фибриноген.<br />
Стабилизация может быть обусловлена исключением<br />
одного из компонентов, входящих в систему свертывания<br />
крови. Пищевую кровь, предназначенную для колбасно-кулинарных<br />
целей, стабилизируют хлористым<br />
натрием, который угнетает тромбин и тормозит превращение<br />
фибрин-мономера в фибрин-полимер. В результате<br />
такой обработки кровь не свертывается. При промышленной<br />
переработке крови широко применяют стабилизаторы,<br />
действие которых сводится к исключению<br />
ионов Са из системы свертывания. В качестве стабилизатора<br />
применяютоксалаты, цитраты, фосфаты, сульфаты<br />
и др. При этом образуются нерастворимые кальциевые<br />
соли этих кислот.<br />
Стабилизацию крови можно проводить с помощью<br />
ионообменной адсорбции. При пропускании крови через<br />
слой ионообменной смолы 50% кальция крови заменяется<br />
натрием ионообменной смолы, что вполне достаточно<br />
для стабилизации.<br />
Высокой стабилизирующей способностью, как указывалось<br />
выше, обладает гепарин: 1 г гепарина способен<br />
стабилизировать 20 л крови. Его получают из легких<br />
крупного рогатого скота. Однако из-за сложности получения<br />
гепарин пока применяют лишь в медицине.<br />
Дефибринирование крови. В ряде случаев кровь животных,<br />
используемую на пищевые цели, дефибринируют,<br />
т.е. от крови отделяют фибрин, причем пока она еще<br />
не образовала сгустков. Кровь взбивают мешалкой, и фибрин<br />
выделяется в виде нитей, которые удаляют.<br />
Гемолиз крови. Растворяясь в плазме, гемоглобин окрашивает<br />
ее в более или менее интенсивно красный цвет.<br />
Полученная кровь называется гемолизированной, при<br />
этом она становится прозрачной.<br />
47
Переход гемоглобина в плазму называется гемолизом.<br />
Гемолиз наступает при разрушении оболочек эритроцитов<br />
или вызывается увеличением проницаемости поверхностного<br />
слоя эритроцитов. Причиной этого могут быть<br />
различные факторы, в частности, воздействие органических<br />
растворителей (например, спирт) поверхностноактивных<br />
веществ (мыла, желчные кислоты), механическое<br />
воздействие, замораживание. Гемолиз происходит<br />
и в результате разбавления крови водой. Оболочка<br />
эритроцитов полупроницаема; она пропускает воду, но<br />
не пропускает катионы. При добавлении воды концентрация<br />
солей в плазме уменьшается. Вследствие большой<br />
разницы осмотического давления внутри и вне эритроцитов<br />
вода из плазмы быстро проникает внутрь эритроцита<br />
к растворУ с более высокой концентрацией соли.<br />
При этом эритроциты разбухают и лопаются, а гемоглобин<br />
переходит в плазму.<br />
В процессе хранения и переработки крови может происходить<br />
ее гемолиз. В одних случаях гемолиз надо предотвратить,<br />
в других, наоборот, вызвать. Для получения<br />
светлой, неокрашенной сыворотки и плазмы, например,<br />
при изготовлении светлого альбумина, применяемого<br />
в кондитерской промышленности вместо яиц, необходимо<br />
предотвратить гемолиз, в противном случае продукт<br />
будет окрашен. Для этого необходимо следить, чтобы не<br />
происходило разбавления крови водой.<br />
Кровь не следует консервировать с помощью химических<br />
веществ (спирта, глицерина), замораживанием. При<br />
замораживании эритроциты частично повреждаются<br />
кристаллами льда, а при размораживании происходит<br />
обводнение эритроцитов и дополнительное нарушение их<br />
целостности. Для предотвращения гемолиза вследствие<br />
механического разрушения эритроцитов кровь транспортируют<br />
по трубопроводам, перемешивают, дефибринируют,<br />
сепарируют по режимам, исключающим механическое<br />
разрушение эритроцитов.<br />
Для интенсивной и более стойкой окраски колбас добавляют<br />
препараты гемоглобина. Их готовят из формен-<br />
48
ных элементов, получаемых при сепарировании крови<br />
животных, а также из дефибринированной или стабилизированной<br />
крови. С целью получения равномерной окраски<br />
фарша эритроциты или кровь необходимо гемолизировать.<br />
Для этого перед употреблением их смешивают<br />
с водой.<br />
При производстве жидкого гематогена, чтобы получить<br />
однородный, прозрачный препарат, гемолиз крови<br />
вызывают, добавляя этиловый спирт.<br />
Автолитические превращения крови. При хранении<br />
крови происходят автолитические превращения, в результате<br />
которых свойства крови изменяются. В эритроцитах<br />
происходят гликолитические превращения, приводящие<br />
к накоплению молочной кислоты. Из-за распада<br />
органических фосфорных соединений в плазме увеличивается<br />
содержание неорганических фосфатов. Результатом<br />
этих превращений является понижение pH<br />
крови с 7,3-7,4 до 6,8-7,0. Повышение кислотности приводит<br />
к активации протеиназ эритроцитов, протеиназ<br />
лейкоцитов, к выходу этих ферментов из лизосом. Находящийся<br />
в плазме профермент плазминоген превращается<br />
в фермент плазмин (фибринолизин). Совместное<br />
воздействие всех протеинам вызывает специфический<br />
распад фибриногена и фибрина, а также других белков<br />
крови. Если кровь хранить при низкой температуре, то<br />
эти превращения можно свести до минимума.<br />
Биохимические превращения под воздействием микробов.<br />
Изъятая кровь является хорошей питательной средой<br />
для микроорганизмов, поэтому при хранении она<br />
портится. Превращения крови под воздействием ферментов,<br />
выделяемых микробами, опережают собственно автолитические<br />
процессы и сводятся большей частью к гнилостному<br />
разложению белков крови. При этом выделяются<br />
различные дурнопахнущие вещества: индол, скатол,<br />
фенол, меркаптаны и другие продукты распада. Цвет<br />
крови становится почти черным, так как в результате накопления<br />
продуктов распада происходит гемолиз, а освобождающийся<br />
гемоглобин окисляется в метгемоглобин<br />
4-0213 49
или в продукты его распада, обладающие коричневой,<br />
зеленой или иной окраской.<br />
Во избежание порчи кровь консервируют химическими<br />
веществами. В кровь, предназначенную для пищевых<br />
целей, добавляют поваренную соль, раствор аммиака,<br />
фибризол (смесь 30% ортофосфата, 30% профосфата<br />
и 40% хлорида натрия); в кровь, предназначенную для<br />
выработки технической продукции, добавляют крезол,<br />
фенол или другие сильные антисептики.<br />
2.4. Пищевая ценность крови<br />
Среди белковых продуктов питания одно из первых<br />
мест принадлежит крови. Это объясняется высоким содержанием<br />
в ней хорошо усвояемых и полноценных белков.<br />
Содержание белков в цельной крови крупного рогатого<br />
скота составляет 17,41%, баранов —16,59%, свиней<br />
- 22,25%. В белках крови содержатся все незаменимые<br />
аминокислоты, хотя по аминокислотному составу не все<br />
белки крови равноценны (табл. 3).<br />
Таблица 3<br />
Содержание незаменимых аминокислот в белках крови<br />
50<br />
Содержание незаменимых аминокислот<br />
к общему количеству их в белках крови<br />
Аминокислота<br />
альбумин глобулин фибриноген гемоглобин<br />
Валин 2,5 5,5 3,9 9,1<br />
Лейцин 13,7 18,7 14,3 16,6<br />
Изолейцин 2,9 1,0 5,0<br />
Метионин 1,3 1,0 2,6 1.6<br />
Триптофан 0,6 2,3 3,5 1,2<br />
Треонин 6,5 8,4 7,9 6,8<br />
Лизин 12,4 6,2 9,0 7,5<br />
Фенилаланин 6,2 1,8 7,0 5,3<br />
Аргинин 6,2 3,2 6,7 5,4<br />
Гистидин 3,8 4,5 2,3 2,9
Как видно из табл. 3, по аминокислотному составу наиболее<br />
ценным является фибриноген. В нем содержится<br />
3,5% триптофана, 7% фенилаланина, 2,6% метионина.<br />
Однако содержание фибриногена в крови невелико и<br />
составляет лишь около 0,5% . Сывороточные альбумины<br />
и глобулины также содержат все незаменимые аминокислоты,<br />
хотя и в меньшем количестве. Следует отметить,<br />
что ни в одном из белков крови не содержится в таком<br />
малом количестве триптофана, как в сывороточном<br />
альбумине.<br />
Сыворотку и плазму крови используют как полноценное<br />
белковое сырье. Сухие продукты плазмы или сыворотки<br />
крови носят название светлого альбумина.<br />
Гемоглобин нельзя отнести к полноценным белкам,<br />
так как в нем отсутствует незаменимая аминокислота<br />
изолейцин. Вместе с тем в нем содержится много других<br />
незаменимых аминокислот, и поэтому в сочетании с другими<br />
белками крови его можно рассматривать как важный<br />
источник незаменимых аминокислот. Цельная<br />
кровь убойных животных является сырьем для производства<br />
многих колбасных изделий, зельцев, консервов<br />
и других продуктов питания.<br />
Кровь убойных животных является источником многих<br />
витаминов. По содержанию витамина А она может<br />
быть использована и для лечебных целей. Содержание<br />
жира в крови невелико, но он тонко эмульгирован и хорошо<br />
усваивается, а фосфолипиды, сопутствующие жирам,<br />
способствуют лучшему усвоению пищи.<br />
51
Глава III. БИОХИМИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ<br />
ТКАНИ<br />
Группа соединительных тканей многочисленна и разнообразна.<br />
К ней относятся собственно соединительная<br />
ткань (рыхлая и плотная), хрящевая и костная. Жировая<br />
ткань является разновидностью рыхлой соединительной<br />
ткани.<br />
Соединительная ткань встречается во всех органах животного,<br />
выполняя роль опоры, связи, питания и защиты.<br />
Это один из главнейших элементов мяса и мясопродуктов.<br />
Как сырье, ее используют в колбасном, кулинарном,<br />
желатиновом, клееварочном и других производствах.<br />
Соединительная ткань составляет в среднем около<br />
16% мясной туши большинства домашних животных.<br />
3.1. Строение соединительной ткани<br />
Соединительная ткань включает в себя клетки и межклеточное<br />
вещество. Для соединительной ткани характерны<br />
сильное развитие межклеточного вещества и относительно<br />
небольшое число клеток. Межклеточное вещество<br />
соединительной ткани состоит из однородного<br />
аморфного основного вещества и тончайших волоконец.<br />
В зависимости от вида соединительной ткани основное<br />
вещество может находиться в различном состоянии. Так,<br />
у собственно соединительной ткани оно полужидкое,<br />
слизеподобное. В результате химических изменений основное<br />
вещество уплотняется с сохранением некоторой<br />
эластичности, превращаясь в хрящевую ткань. Дальнейшее<br />
уплотнение основного вещества в результате накопления<br />
минеральных солей приводит к образованию прочной<br />
костной ткани.<br />
52
Виды соединительной ткани различаются по соотношению<br />
основного и волокнистого веществ. В сухожилиях<br />
волоконца заполняют все межклеточное пространство.<br />
В межклеточном веществе рыхлой соединительной ткани<br />
преобладает основное вещество. Волоконца в межклеточном<br />
веществе соединительной ткани могут располагаться<br />
в виде хаотических переплетений, а иногда - упорядочение<br />
в виде пучков.<br />
Различают три вида волоконец: коллагеновые, эластиновые<br />
и ретикулиновые.<br />
3.2. Химический состав соединительной ткани<br />
Состав отдельных видов соединительной ткани примерно<br />
одинаков: вода, белки (коллаген, эластин, ретикулин,<br />
муцины и мукоиды, альбумины и глобулины), липиды,<br />
минеральные вещества, мукополисахариды, экстрактивные<br />
вещества, гликоген, витамины. Однако в количественном<br />
отношении содержание этих веществ в отдельных<br />
видах соединительной ткани различно. В костной ткани<br />
особенно много минеральных веществ, в Хрящевой - мукополисахаридов,<br />
в плотной соединительной ткани (например,<br />
сухожилиях) - коллагена и т.д.<br />
Белковые вещества. Наиболее характерными белками<br />
соединительной ткани любого вида являются структурные<br />
белки склеропротеины: коллаген, эластин, ретикулин.<br />
Они входят в состав волоконец.<br />
В состав основного вещества соединительной ткани<br />
входят белки мукопротеиды. В небольших количествах<br />
в составе основного вещества и клеток имеются белки<br />
типа альбуминов и глобулинов, нуклеопротеиды и некоторые<br />
другие белковые вещества.<br />
Коллаген - наиболее распространенный белок. По количеству<br />
в организме он составляет около 1/3 всех белков.<br />
Ниже дано содержание коллагена в различных тканях<br />
(в% к сырой ткани):<br />
53
Сухожилия<br />
Кости<br />
Хрящи<br />
Кожа<br />
Стенки сосудов<br />
Почки<br />
Печень<br />
Мозг<br />
- 25-35;<br />
- 10- 20;<br />
-1 0 -1 5<br />
-1 5 -2 5<br />
-5 -1 2 ;<br />
- 0,4-0,6;<br />
- 0,1-1;<br />
- 0,2-0,4.<br />
Коллаген характеризуется некоторыми особенностями<br />
аминокислотного состава. В нем очень мало тирозина,<br />
метионина и нет триптофана, цистина и цистеина,<br />
поэтому этот белок неполноценный. Наиболее отличительной<br />
особенностью аминокислотного состава коллагена<br />
является то, что почти все аминокислотные остатки<br />
составляет глицин и 1/4 - пролин и оксипролин.<br />
Выше указывалось, что в связи с исключительно высоким<br />
содержанием аминокислот коллаген не образует<br />
а-спирали, а принимает во вторичной структуре форму<br />
как бы ломаной спирали. Данные рентгеноструктурного<br />
анализа показывают, что в молекуле коллагена каждые<br />
три полипептидные цепи скручены вместе вокруг<br />
общей оси. Они образуют третичную структуру коллагена<br />
—тройную спираль с молекулярной массой 360000.<br />
Такую молекулу называют тропоколлагеном.<br />
В результате агрегации тропоколлагена в продольном<br />
(конец с концом) и поперечном направлениях образуется<br />
четвертичная структура коллагена-фибрилла (рис. *<br />
3.1). По длине фибрилл молекулы тропоколлагена расположены<br />
ступенчатым образом. Фибриллы объединяются<br />
в волокна, волокна - в пучки. В построении тропоколлагена<br />
и фибрилл участвуют глюкоза, различные<br />
мукополисахариды (гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат),<br />
выполняющие роль цементирующего вещества.<br />
Нативный коллаген устойчив к воздействию различных<br />
веществ. Он нерастворим в воде, органических растворителях,<br />
и на него в очень слабой степени воздействуют<br />
кислоты, щелочи.<br />
54
Рис. 3.1. Четвертичная структура коллагена - фибрилла<br />
Выполняя в теле животного механические функции,<br />
коллаген является одним из наиболее устойчивых белков<br />
и в механическом отношении. Его волокна обладают значительной<br />
прочностью. Нерастворимость и устойчивость<br />
коллагена объясняются наличием поперечных связей в его<br />
молекуле, которые возникают как в трехспиральной молекуле<br />
тропоколлагена, между отдельными полипептидными<br />
цепями (внутримолекулярные связи), так и между<br />
отдельными тропоколлагеновыми единицами (межмолекулярные<br />
поперечные связи). Внутримолекулярные<br />
и межмолекулярные поперечные связи как бы «сшивают*<br />
отдельные участки и всю структуру в целом. Такие<br />
связи образованы прежде всего при участии оксипролина.<br />
Между СО-группами пептидных связей и ОН-группами<br />
оксипролина завязываются водородные связи.<br />
Кроме того, могут возникать сложноэфирные связи за<br />
счет ОН-групп моносахаридов и другие виды связи.<br />
Нерастворимость и устойчивость коллагена зависят от<br />
вида и возраста животного, а также от ткани, в которой<br />
он содержится. С увеличением возраста животного количество<br />
поперечных связей в структуре коллагена возрастает<br />
и его устойчивость повышается.<br />
Он может сильно набухать, причем масса его увеличивается<br />
в 1,5-2 раза. По этому свойству он уступает только<br />
миозину. Ниже приведены данные о набухании некото
рых белков при pH 5,0-7,0 (масса набухшего белка взята<br />
в% к массе сухого):<br />
Коллаген —200 Эластин - 25<br />
Миозин - 300 Кератин конского волоса - 40<br />
Ретикулин —30 Фиброин шелка —32<br />
Высокая гидратация коллагена связана с содержанием<br />
в нем значительных количеств диамино- и амнидикарбоновых<br />
кислот и, следовательно, большого числа боковых<br />
полярных групп в его молекуле. При смещении<br />
pH в кислую или щелочную стороны от изоэлектрической<br />
точки набухаемость коллагена резко увеличивается,<br />
при этом масса набухает. Поперечные связи молекулярного<br />
белка в состоянии полного набухания могут достигать<br />
от 400 до 1000% к массе сухого белка. Способность<br />
коллагена к набуханию имеет большое значение для мясного,<br />
желатинового и кожевенного производства.<br />
Изоэлектрическая точка коллагена животных разного<br />
возраста неодинакова: для коллагена шкуры теленка<br />
она находится при pH 6,36, шкуры крупного рогатого<br />
скота - при pH 7,0.<br />
При длительном нагревании с водой коллаген расщепляется.<br />
Вследствие теплового воздействия происходят денатурация<br />
- нарушение связей, удерживающих коллаген<br />
в нативной конформации, а также частичный гидролитический<br />
распад по месту пептидных связей. При этом<br />
образуются как высокомолекулярные, так и низкомолекулярные<br />
продукты распада. В зависимости от преобладания<br />
в системе высоко- или низкомолекулярных продуктов<br />
распада получается либо желатин, либо клей.<br />
Эластин, как и коллаген, относится к склеропротеинам.<br />
Он значительно устойчивее коллагена; не растворяется<br />
в холодной и горячей воде, растворах солей, разведенных<br />
кислотах и щелочах, даже крепкая серная кислота<br />
оказывает на него слабое воздействие. В эластине,<br />
как и в коллагене, присутствуют оксипролин (хотя в количестве,<br />
10 раз меньшем), много глицина и пролина, но<br />
56
отсутствуют триптофан и метионин. Поэтому этот белок<br />
неполноценный. В состав его входят мукополисахариды.<br />
Эластин - плохо усвояемый белок. Он почти не переваривается<br />
трипсином, медленно —пепсином, но гидролизуется<br />
ферментом поджелудочной железы эластазой.<br />
В отличие от коллагена эластин слабо набухает, что, повидимому,<br />
связано с небольшим числом полярных боковых<br />
групп в молекуле эластина. При нагревании не образует<br />
желатина. Эластин входит в состав эластических<br />
волокон, легко растяжимых и эластичных.<br />
Ретикулин - склеропротеин, как коллаген и эластин,<br />
отличается высоким содержанием пролина и оксипролина.<br />
В ретикулине содержится до 4,5% углеводов. Это<br />
неполноценный белок, плохо усвояемый и очень устойчивый.<br />
Он почти не набухает в воде, не растворяется в течение<br />
многих часов даже в крепких кислотах и щелочах.<br />
Ретикулин входит в состав тонких ретикулиновых волокон.<br />
В присутствии сульфита натрия ретикулиновые волокна<br />
частично разрушаются.<br />
Мукопротеиды относятся к классу сложных белков -<br />
гликопротеидов. Они довольно широко представлены<br />
в организме; наличием их обусловлены особые свойства<br />
слизи. К мукопротеидам относятся муцины - обязательная<br />
составная часть многих секретов: слюны, желудочного<br />
сока и т.д., а также мукоиды.<br />
Мукоиды входят в состав различных соединительных<br />
тканей, в основном промежуточного вещества. Их названия<br />
зависят от ткани, из которой они получены: в хрящевой<br />
ткани содержится хондромукоид, в костной - оссеомукоид,<br />
в яйце - овомукоид.<br />
Простетической группой муцинов и мукоидов являются<br />
мукополисахариды, которые непрочно связаны<br />
с белком, легко от него отделяются и встречаются в тканях<br />
также и в свободном состоянии.<br />
Мукопротеиды не свертываются при нагревании. Это<br />
их свойство при неправильном ведении технологического<br />
процесса может привести к загрязнению топленого<br />
жира и желатина этими белками.<br />
57
Альбумины и глобулины извлекаются при обработке<br />
соединительной ткани водой: вначале в небольшом количестве<br />
альбумины, а при последующей обработке солевыми<br />
растворами - небольшое количество глобулина.<br />
В процессе предварительной подготовки сырья к выварке<br />
желатина большая часть альбуминов и глобулинов удаляется.<br />
При наличии этих белков желатин становится<br />
мутным.<br />
Высоким содержанием альбуминов и глобулинов<br />
(4,9-5,5% ) отличаются такие соединительнотканные образования,<br />
как уши и губы. Такое сырье целесообразно<br />
использовать для выработки зельцев и студней.<br />
Мукополисахариды. В соединительной ткани широко<br />
представлены различные гетерополисахариды. Они<br />
выполняют роль «цементирующего» компонента межклеточного<br />
вещества, входят в состав коллагена, эластина<br />
и ретикулина, муцинов и мукоидов, а также встречаются<br />
в свободном виде.<br />
В разных видах соединительной ткани содержатся<br />
различные мукополисахариды или их смеси. Наиболее<br />
распространены в тканях животных кислоты —гиалуроновая<br />
и хондроитин-серная.<br />
3.3. Собственно соединительная ткань<br />
В зависимости от соотношения основного вещества<br />
и разнообразных волокон, различают рыхлую и плотную<br />
собственно соединительную ткань.<br />
Рыхлая соединительная ткань широко распространена<br />
в организме и входит в состав всех органов. Она выстилает<br />
кровеносные сосуды, прослаивает все органы и ткани,<br />
заполняет промежутки между органами, мускулами,<br />
из нее состоит подкожная клетчатка. Рыхлой соединительной<br />
ткани присущи питательная (проходят кровеносные<br />
сосуды, по которым кровь доставляет питательные<br />
вещества клеткам) и защитная (защищает от проникновения<br />
во внутреннюю среду микроорганизмов)<br />
58
функции. В межклеточном веществе рыхлой соединительной<br />
ткани преобладает аморфное вещество, волоконец<br />
сравнительно мало, и они располагаются в различных<br />
направлениях. В состав рыхлой соединительной ткани<br />
входят коллагеновые, ретикулиновые и эластиновые<br />
волокна (рис. 3.1). В основном веществе присутствуют<br />
мукополисахариды, которые прочно связаны с белками.<br />
Рис. 3.2. Строение рыхлой соединительной ткани:<br />
1 —коллагеновые волокна; 2 - эластиновые волокна;<br />
3 —клетка; 4 —ядро<br />
Плотная соединительная ткань входит в состав сухожилий<br />
(неэластичные, негибкие ткани, прикрепляющие<br />
мышцы к костям), связок (соединяют между собой<br />
кости), фасций, кожи. Плотная ткань выполняет опорную<br />
и механическую функции. В межклеточном веществе<br />
плотной соединительной ткани мало основного вещества<br />
и много волокон (рис. 3.2).<br />
Волоконца могут быть расположены параллельно друг<br />
другу, как это имеет место, например, и в сухожилиях,<br />
или в виде толстых пучков, которые, переплетаясь, образуют<br />
сетку, например, в дерме кожи. В этих тканях так<br />
много волокнистого материала, что клетки оказываются<br />
сильно зажатыми между волокнами. В зависимости от<br />
строения и функциональных особенностей в различных
образованиях из плотной соединительной ткани количественное<br />
соотнош ение основны х хим ических веществ<br />
различно. Так, в сухож илиях, фасциях и дерме кож и<br />
вы сокое содержание коллагена (3 1 -3 3 % ), а в выйной<br />
(затылочной) связке быка коллагена всего 7 ,5 % , а содержание<br />
эластина составляет 31,7% .<br />
3.3. Хрящевая ткань<br />
Хрящевая ткань является одним из компонентов скелета.<br />
Она выполняет опорную и механические функции.<br />
Хрящ тверд, но обладает упругостью. Межклеточное вещество<br />
хрящевой ткани сильно развито и включает большое<br />
количество плотного основного вещества и волоконец.<br />
Хрящевые клетки располагаются поодиночке или<br />
группами. В зависимости от выполняемой функции,<br />
хрящ и имеют различное строение. Различают хрящ и<br />
гиалиновый, волокнистый и эластический.<br />
Гиалиновый, или стекловидный, хрящ полупрозрачен,<br />
имеет голубоватый оттенок. Встречается на суставных<br />
поверхностях костей, копчиках ребер, в носовой перегородке,<br />
трахее. В межклеточном веществе гиалинового<br />
хряща с возрастом откладываются соли кальция.<br />
Эластический хрящ кремоватого цвета, не такой прозрачный,<br />
как гиалиновый. Он входит в состав ушной раковины,<br />
гортани. В межклеточном веществе эластического<br />
хряща преобладают эластиновые волокна. Эластический<br />
хрящ никогда не пропитывается известью.<br />
Волокнистый хрящ встречается в месте перехода сухожилий<br />
в гиалиновый хрящ. В межклеточном веществе<br />
волокнистого хряща содержатся коллагеновые волоконца,<br />
объединенные в параллельные пучки. Для хрящевой<br />
ткани характерно высокое содержание мукопротеидахондромукоида<br />
и мукополисахарида - хондроитинсерной<br />
кислоты в основном межклеточном веществе. Содержание<br />
хондроитинсульфата в сухом остатке хрящевой<br />
ткани доходит до 40% . Важным свойством хондроитин-<br />
60
серной кислоты является ее способность образовывать солеобразные<br />
соединения с различными белками: коллагеном,<br />
альбумином и др. По-видимому, этим объясняется<br />
«цементирующая* роль мукополисахаридов в хрящевой<br />
ткани. Хондроитинсульфат преимущественно встречается<br />
в гиалиновом хряще.<br />
Значительное содержание мукополисахаридов и мукопротеидов<br />
в хряще затрудняет его переработку при<br />
получении желатина. Мукополисахариды и мукопротеиды<br />
не коагулируют при кипячении, поэтому в случае<br />
неполного удаления из ткани они могут перейти в раствор<br />
вместе с желатином. Наличие их в растворе уменьшает<br />
его вязкость и снижает прочность студня. Поэтому<br />
из хрящей трудно получить желатин и клей высокого<br />
качества.<br />
3.4. Костная ткань<br />
В состав костной ткани входят костные клетки - остеоциты<br />
- и сильно развитое межклеточное вещество, состоящее<br />
из основного (аморфного) вещества и большого<br />
количества коллагеновых волоконец (рис. 3.3). Коллагеновые<br />
волоконца представляют собой пучки фибрилл.<br />
Внутри фибрилл, в промежутках между молекулами коллагена<br />
и на поверхности фибрилл находятся кристаллы<br />
минеральных солей, которые водородными и ионными<br />
связями прочно соединены с фибриллами. Мукопротеид<br />
оссеомукоид и мукополисахариды основного вещества<br />
костной ткани склеивают фибриллы между собой и заполняют<br />
свободное пространство между ними. Такое сочетание<br />
органической основы с минеральной частью<br />
обусловливает исключительную твердость и упругость<br />
костной ткани.<br />
При обработке костной ткани кислотами (соляной,<br />
фосфорной и др.) минеральные вещества растворяются.<br />
Остаток, представляющий собой органическую часть<br />
костной ткани, становится гибким, мягким и называет-<br />
61
ся оссеином. Он построен в основном из белковых веществ.<br />
93% составляет коллаген, кроме коллагена в состав<br />
оссеина входят и другие белки:<br />
Рис. 3.3. Строение костной ткани:<br />
1 —кост ные клетки-остеоциты; 2 —ядро;<br />
3 —межклеточное вещ ест во<br />
оссеомукоид, альбумины, глобулины и др. Из органических<br />
соединений в составе костной ткани в небольшом количестве<br />
присутствуют липиды, в частности, лецитин,<br />
соли лимонной кислоты и пр.<br />
Если кость прокалить, то она лишается органической<br />
основы. Оставшаяся минеральная часть сохраняет форму<br />
кости, но делается хрупкой и при растирании легко превращается<br />
в порошок. Наличие большого количества минеральных<br />
веществ (около 1 /2 массы ткани) является характерной<br />
особенностью костной ткани. Минеральные<br />
вещества представлены главным образом фосфатами кальция,<br />
которые откладываются в виде кристаллов гидрооксиапатита.<br />
Кроме фосфатов кальция в кости содержится<br />
значительное количество карбоната кальция, небольшое<br />
количество фосфата магния, фторида и хлорида кальцияг<br />
железа, натрия, калия и многие микроэлементы.<br />
С возрастом, наряду с общим увеличением содержания<br />
минеральных веществ, в костной ткани возрастает<br />
содержание карбонатов и уменьшается количество фос-<br />
62
фатов. В результате такого изменения кости утрачивают<br />
упругость и становятся более хрупкими. Изменение<br />
свойств кости может быть связано и с недостатком определенных<br />
солей в питании. Например, скот жомового<br />
откорма страдает недостатком кальция. Электрооглушение<br />
такого скота приводит к раздроблению позвоночника<br />
и тазовых костей. Применение токов высокой частоты<br />
при оглушении сводит переломы до минимума.<br />
Кости убойных животных составляют до 20% массы<br />
крупного и мелкого рогатого скота. Их используют для<br />
пищевых целей, получения жира, содержащегося особенно<br />
в большом количестве в костном мозге, желатина,<br />
клея и костной муки.<br />
3.5. Изменение коллагена при технической<br />
обработке<br />
В зависимости от условий обработки, из коллагена<br />
можно получить желатин или клей. При нагревании<br />
с водой коллаген сначала сжимается, а затем растворяется.<br />
При нагревании до 58-64 °С длина его волокон уменьшается<br />
до 1/3 первоначальной, а толщина возрастает.<br />
Одновременно с этим он становится более эластичным<br />
(каучукоподобным) и прозрачным. Такое изменение<br />
свойств коллагена называется свариванием. При этом<br />
ослабевает и разрывается часть водородных связей, удерживающих<br />
коллаген в нативной конформации, т.е. коллаген<br />
частично денатурируется.<br />
Если нагрев продолжается в течение длительного времени<br />
при 65-90 °С, то разрывается большинство поперечных<br />
связей, удерживающих полипептидные цепи в структуре<br />
коллагена, и он переходит в водорастворимое вещество<br />
глютин. При осторожном нагреве более прочные ковалентные<br />
связи, например, пептидные, сохраняются.<br />
Процесс превращения коллагена в глютин называют пептизацией.<br />
Практически одновременно с пептизацией<br />
начинает развиваться гидролиз образующегося глюти-<br />
63
на. Полипептидные цепочки глютина разрываются по<br />
месту пептидных связей на более мелкие звенья различных<br />
размеров и строения. Такие продукты называются<br />
глюкозами. Выход глютина и глюкоз зависит от соотношения<br />
скоростей двух процессов - пептизации и гидролиза.<br />
При температурах, близких к свариванию коллагена,<br />
преобладает процесс пептизации и образуется преимущественно<br />
высокомолекулярный продукт (глютин),<br />
который и составляет желатин. Однако желатин - это не<br />
чистый глютин. В его составе всегда присутствует незначительное<br />
количество низкомолекулярной фракции.<br />
Желатин в растворенном состоянии представляет собой<br />
золь и застывшем - гель. При нагревании гель (студень)<br />
растворяется и вновь переходит в золь. Чем большую долю<br />
в желатине составляет глютин, тем быстрее идет студнеобразование<br />
и тем более прочными получаются студни.<br />
Присутствие некоторого количества глюкоз, которые<br />
играют роль стабилизирующего фактора в структуре<br />
студня, также необходимо.<br />
Клей —это продукт длительного гидротермического<br />
распада коллагена, в котором преобладают глюкозы.<br />
Решающее значение для выхода, свойств и качества<br />
желатина и клея имеет температура, при которой перерабатывают<br />
сырье. Чем выше температура, тем глубже<br />
гидролиз коллагена и тем хуже качество продукта. Для<br />
получения продукта высокого качества выварку производят<br />
фракционным методом, при котором температура<br />
повышается, а качество ухудшается с каждой последующей<br />
фракцией. Первое выплавление проводят при 55-60 °С;<br />
после каждого слива бульона температуру повышают<br />
на 5 °С. От первых четырех-пяти сливов получают желатин<br />
высокого качества —пищевой, фотографический, из<br />
остальных - технический.<br />
Сырьем для получения желатина и клея являются ткани<br />
животных, в которых содержится коллаген, - кость<br />
и мягкое сырье (сухожилия, обрезки шкур, мездра, жилки<br />
и т.д.). При получении желатина из костей, прежде<br />
всего, удаляют минеральную часть кости, что достигает<br />
64
ся мацерацией (удалением минеральной части и размягчением<br />
кости обработкой ее кислотой). В производстве<br />
применяют растворы соляной кислоты, которая растворяет<br />
карбонаты, фосфаты кальция и магния, составляющие<br />
ее минеральную основу. Одновременно происходит<br />
кислотное набухание коллагена. Мацерированная кость<br />
называется оссеином.<br />
Образующиеся растворимые соли выводятся с мацерационными<br />
щелоками. Из них можно получить преципитат<br />
- кормовую и удобрительную муку.<br />
Для очистки коллагена от балластных и вредных веществ<br />
сырье обрабатывают щелочью. На производстве эта<br />
химическая обработка называется золением. К веществам,<br />
которые следует удалить, относятся белки, сопутствующие<br />
коллагену: эластин, альбумин, мукоиды, жиры,<br />
пигменты и др. Эти вещества не только затрудняют извлечение<br />
желатина и клея, но, попадая в бульон, снижают<br />
качество готовой продукции, придавая ей темный<br />
цвет, пенистость, неприятный запах и др.<br />
Наиболее пригодна для золения кальциевая щелочь -<br />
известковое молоко. При ее использовании снижаются<br />
возможность гидролиза коллагена и его потеря благодаря<br />
небольшой растворимости Са(ОН)г. Более активные<br />
щелочи, например, едкий натр, хотя и резко ускоряют<br />
процесс золения, но вызывают значительный распад<br />
коллагена. Величина pH зольной жидкости доходит до<br />
12,0-13,0. В этих условиях коллаген сильно набухает;<br />
сырье при этом поглощает значительное количество воды<br />
и разрыхляется. В результате набухания коллагена частично<br />
разрушаются поперечные связи в его структуре.<br />
Чем более разрыхлен коллаген, тем ниже его температура<br />
перехода в раствор. Набухший коллаген разваривается<br />
значительно быстрее, более полно и при менее высокой<br />
температуре, что позволяет получать желатин высокого<br />
качества. Особенно важна операция золения для удаления<br />
мукопротеидов и мукополисахаридов. Мукопротеиды<br />
растворимы только в щелочной среде, а мукополисахариды<br />
быстро разрушаются в присутствии щело<br />
5-0213 65
чей. Мукопротеиды и мукополисахариды не коагулируют<br />
при кипячении, поэтому в случае неполного удаления<br />
из ткани могут при нагревании перейти в раствор<br />
вместе с желатином. Наличие в растворе желатина мукополисахаридов<br />
и мукопротеидов уменьшает его вязкость<br />
и снижает прочность студня.<br />
По окончании золения из сырья удаляют остатки извести<br />
и растворившиеся в ней вещества путем промывки<br />
и нейтрализации кислотой. После золения в сырье остается<br />
часть гидроксида кальция. При этом часть извести<br />
химически связана с коллагеном, а часть удерживается<br />
в порах и на поверхности сырья. Если все примеси, все<br />
загрязнения, а также механически связанная известь<br />
удаляются при промывке сырья водой, то химически связанную<br />
известь можно удалить только при обработке сырья<br />
кислотой. Обычно используют соляную кислоту, так<br />
как она образует с кальцием хорошо растворимую соль.<br />
Этот процесс называется нейтрализацией. После нейтрализации<br />
и промывки сырья приступают к выплавлению<br />
желатина.<br />
66
Глава IV. БИОХИМИЯ ЖИРОВОЙ ТКАНИ<br />
Жировая ткань является разновидностью рыхлой соединительной<br />
ткани, клетки которой содержат значительное<br />
количество жира, очень увеличены в размерах,<br />
обладают обычными для клеток структурными элементами,<br />
но центральная часть клетки заполнена жировой<br />
каплей, а протоплазма и ядра оттеснены к периферии.<br />
Волоконца межклеточного вещества не получают большого<br />
развития (рис. 4.1). Наибольшего развития жировая<br />
ткань достигает у животных под кожей (подкожная<br />
клетчатка особенно развита у свиней), в брюшной полости<br />
(сальник, брыжжейка, околопочечная область), между<br />
мышцами и в других местах.<br />
Рис. 4.1. Строение жировой, ткани<br />
Жировая ткань выполняет в основном роль «запасного<br />
депо» для накопления питательного материала. Кро<br />
67
ме того, она выполняет и механические функции; защищает<br />
внутренние органы от воздействий (ударов, сотрясений),<br />
а также, будучи плохим проводником тепла, предохраняет<br />
организм от переохлаждения. Ж ировую ткань<br />
в качестве одного из компонентов мяса и мясопродуктов<br />
применяют как сырье для изготовления пищевых продуктов<br />
(шпик, колбасы) и для получения топленых пищевых<br />
и технических жиров.<br />
4.1. Химический состав жировой ткани<br />
Основной составной частью жировой ткани являются<br />
жиры, составляющие иногда до 98% массы ткани. В отличие<br />
от других тканей, в жировой ткани содержится<br />
мало воды и белков. В небольших количествах в ней присутствуют<br />
липоиды, витамины, пигменты и некоторые<br />
другие органические и минеральные вещества. Содержание<br />
химических соединений в жировой ткани значительно<br />
колеблется в зависимости от вида, породы, возраста,<br />
пола и упитанности животного, а также от анатомического<br />
расположения ткани.<br />
Резко выраженной температуры плавления у жиров<br />
нет, так как они представляют собой не химически чистые<br />
вещества, а сложную смесь. Однако по температуре<br />
плавления вес же можно различать животные жиры различного<br />
происхождения. Температура плавления некоторых<br />
жиров (в °С) приведена ниже.<br />
Таблица 4<br />
Температура плавления некоторых жиров<br />
Животные<br />
Содержание в ткани<br />
жира воды белков<br />
Крупный<br />
рогатый скот 87-94 1,0-1 5-11<br />
Овцы 87-95 1,0-1 4-11<br />
Свиньи 90-97 0,3-1 3-7<br />
68
Животные жиры представляют собой смесь однокислотных<br />
и разнокислотных триглицеридов в разных соотношениях.<br />
В небольших количествах в них присутствуют<br />
ди- и моноглицериды и свободные жирные кислоты.<br />
В зависимости от температуры плавления жиры бывают<br />
твердые (говяжий, бараний), мазеобразные (птичий,<br />
свиной) и жидкие (растительные масла).<br />
Температура плавления жиров, как и их консистенция,<br />
зависит от преобладания в жире тех или иных жирных<br />
кислот. Температура плавления жира тем выше, чем<br />
больше в нем насыщенных жирных кислот и выше молекулярная<br />
масса кислот. Непредельные жирные кислоты<br />
- жидкие вещества. Значит, чем больше непредельных<br />
кислот и степень непредельности (число двойных<br />
связей), тем ниже температура плавления жира.<br />
Температура застывания зависит от тех же факторов,<br />
что и температура плавления. В производственных условиях<br />
трудно определить температуру застывания жира.<br />
Поэтому определяют титр жира или температуру застывания<br />
выделенных из него кислот, так как их смесь состоит<br />
из меньшего числа компонентов, чем жир. Для говяжьего<br />
жира титр составляет 38-47 °С, для свиного - 32-42 °С.<br />
Липоиды также являются постоянной составной частью<br />
жировой ткани, хотя содержание их сравнительно<br />
невелико и составляет десятые и сотые доли процента.<br />
Среди них обнаружены фосфатиды, стерины и стероиды.<br />
Из белковых веществ состоят клеточные мембраны,<br />
протоплазма, ядра, межклеточное вещество жировой ткани.<br />
Поскольку жировая ткань является разновидностью<br />
соединительной, в ней присутствуют те же белки, что и<br />
в соединительной ткани: коллаген, эластин, муцины,<br />
в меньшем количестве —альбумины и глобулины.<br />
Из ферментов наиболее характерны для жировой ткани<br />
липазы. В жировой ткани присутствуют жирорастворимые<br />
витамины А .О .Е и К. Витамины О и К встречаются<br />
в незначительных количествах.<br />
Большинство животных жиров окрашено, кроме свиного<br />
и козьего. Окраска зависит от наличия каротинои-<br />
69
дов - пигментов, окрашивающих жиры в желтый цвет.<br />
Окраска изменяется в зависимости от содержания каротиноидов:<br />
в кремово-белом говяжьем жире содержится<br />
до 0,1% мг этих пигментов, в желтом - 0,2 -0 ,3 % , в интенсивно<br />
желтом - 0,5% мг. У старых животных, а также<br />
при голодании окраска жира более интенсивная, так<br />
как при этом запас жира уменьшается и концентрация<br />
пигмента увеличивается.<br />
Количество каротинов в жирах зависит от условий откорма<br />
животных, так как в организме они не образуются.<br />
При пастбищном откорме оно резко возрастает и достигает<br />
максимума к осени. Каротины, помимо крася-'<br />
щих, обладают и провитаминными свойствами, так как<br />
способны в живом организме превращаться в витамин А.<br />
4.2. Биохимические и физико-химические<br />
изменения жиров<br />
Во время переработки и хранения жировой ткани или<br />
выделенных из нее жиров происходят многообразные<br />
превращения их под влиянием биологических, физических<br />
и химических факторов, в результате чего изменяется<br />
химический состав, ухудшаются органолептические<br />
показатели и пищевая ценность жиров, что может<br />
привести к порче жиров. Различают гидролитическую<br />
и окислительную порчу. Нередко оба вида порчи протекают<br />
одновременно.<br />
Автолитические изменения тканевых жиров. С прекращением<br />
жизни животного начинаются автолитические<br />
превращения жировой ткани. Под влиянием тканевых<br />
липаз происходит гидролиз жира, вследствие чего<br />
увеличивается количество свободных жирных кислот.<br />
Кислотное число жира повышается. Скорость и глубина<br />
гидролиза жира зависят от температуры, особенно они<br />
велики при температуре, близкой к оптимуму действия<br />
липазы, —35-40 °С. Снижение температуры замедляет<br />
процесс гидролиза, по даже при - 40 С ферментативная<br />
активность проявляется, хотя и в очень слабой степени.<br />
70
В случае хранения жировой ткани в неблагоприятных<br />
условиях (влага, повышенная температура) автолиз может<br />
оказаться настолько глубоким, что произойдет гидролитическая<br />
порча жира. Появление в жире при гидролитическом<br />
распаде небольшого количества высокомолекулярных<br />
жирных кислот не вызывает изменения вкуса<br />
и запаха продукта. Но если в составе жира (молочный)<br />
имеются низкомолекулярные кислоты, то при гидролизе<br />
его могут появиться капроновая и масляная кислоты,<br />
обладающие неприятным запахом и специфическим вкусом<br />
и резко ухудшающие органолептические свойства<br />
продукта.<br />
Гидролиз нежелателен и потому, что с увеличением<br />
количества содержащихся в жире свободных жирных<br />
кислот понижается температура дымообразования. Значит,<br />
такой жир мало пригоден для кулинарных целей,<br />
так как уже при 160-180 °С он дымит. Свежий жир начинает<br />
дымить при 220 *С. И, наконец, гидролизованный<br />
жир легче подвергается окислительной порче.<br />
Автолиз происходит в тканевых жирах, жире-сырце<br />
(внутренний жир), жире мяса, соленом жире (шпик),<br />
жире сырокопченостей, тушек птиц. В жирах, прошедших<br />
термическую обработку, автолитическое расщепление<br />
жира не наблюдается, так как в процессе вытопки<br />
при 60 °С липаза, содержащаяся в жировой ткани, инактивируется.<br />
Быстрая переработка жиросырья в сочетании с применением<br />
в одних случаях промывки холодной водой,<br />
а в других - охлаждения жировой ткани способствует<br />
замедлению расщепления жира липазой.<br />
Гидролитическая порча жиров может быть не только<br />
следствием автолиза, но и результатом действия других<br />
факторов: кислот, щелочей, нагревания при температуре<br />
выше 100 'С, присутствия окислов металлов и других<br />
неорганических катализаторов, а также ферментов микроорганизмов.<br />
Окислительные изменения жиров. В процессе хранения<br />
и переработки жиров возможны их окислительные<br />
71
изменения. Эти превращения могут привести к окислительной<br />
порче жира —наиболее распространенному<br />
и опасному виду порчи.<br />
Окислительной порче подвержены все жиры. В результате<br />
этой порчи значительно ухудшаются пищевые<br />
достоинства и биологическая ценность жира, что связано<br />
с разрушением витаминов А и Е и с окислительным<br />
распадом полиненасыщенных жирных кислот (линолевой,<br />
линоленовой и арахидоновой). Некоторые продукты<br />
окислительной порчи токсичны, вследствие чего<br />
жиры становятся непригодными в пищу.<br />
В отличие от окисления, с помощью химических реактивов<br />
окисление жиров кислородом воздуха при низких<br />
температурах называется самоокислением. Оно относится<br />
к числу свободнорадикальных цепных реакций.<br />
Свободный радикал - это частица, один из атомов которой<br />
имеет свободную валентность, например, свободный<br />
радикал метил СНз - точка над углеродом указывает на<br />
наличие у него неспаренного валентного электрона. Свободные<br />
атомы также обладают свойствами свободных радикалов.<br />
Так, свободный атом кислорода О имеет два неспаренных<br />
электрона и представляет собой би-радикал.<br />
Чаще всего, хотя и не всегда, свободные радикалы и свободные<br />
атомы обладают большой реакционной способностью.<br />
Стремясь приобрести пару неспаренному электрону,<br />
они быстро вступают во взаимодействие с окружающими<br />
молекулами и отрывают от столкнувшихся с ними<br />
молекул какие-то атомы, присоединяют их к себе и превращаются<br />
в стабильные вещества - продукты реакции.<br />
Одновременно из-за отрыва атомов от других молекул<br />
образуются новые свободные радикалы, которые в дальнейшем<br />
претерпевают такие же превращения. Так создается<br />
прямая неразветвленная цепь реакций.<br />
Окисление жиров при низких температурах в присутствии<br />
кислорода развивается так, что молекулярный<br />
кислород присоединяется к свободным углеводородным<br />
радикалам, образующимся за счет отщепления водорода<br />
от жирной кислоты.<br />
72
Образование первого свободного радикала является<br />
наиболее трудной частью цепной реакции. В реакции самоокисления<br />
жиров при низких температурах и отсутствии<br />
ускоряющих веществ это первое звено осуществляется<br />
благодаря наличию «активных» молекул глицеридов<br />
и кислорода с повышенной кинетической энергией<br />
по сравнению со средней. В таких молекулах связь<br />
между атомами ослаблена.<br />
Облегчение образования свободных радикалов может<br />
вызвать и энергия света. Этим объясняется повышение<br />
скорости окисления жиров при освещении их солнечным<br />
светом. Таков же механизм ускоряющего действия нагревания.<br />
В процесс окисления легче всего вовлекаются ненасыщенные<br />
жирные кислоты. При этом отрывается атом<br />
водорода преимущественно у соседнего с двойной связью<br />
углеродного атома. Двойная связь значительно ослабляет<br />
энергию соседней с ней связи с метиленовыми группами<br />
(СН2). Поэтому водороды метиленовых групп становятся<br />
значительно реактивнее и вступают в реакцию<br />
легче, чем углероды с двойными связями.<br />
Образовавшийся свободный углеводородный радикал<br />
очень активен и может реагировать при столкновении<br />
даже с малоактивными молекулами кислорода. При этом<br />
образуются своеобразные вещества перекисного характера,<br />
в которых один из атомов кислорода перекисной<br />
группы имеет свободную валентность. Их называют свободными<br />
перекисными радикалами.<br />
4.3. Перекисный радикал<br />
Перекисные радикалы отличаются высокой активностью<br />
и при столкновении с новой молекулой ненасыщенной<br />
жирной кислоты отрывают от нее атом водорода.<br />
В результате образуются достаточно стабильные вещества<br />
- гидроперекиси, которые являются первичным продуктом<br />
окисления, обнаруживаемым аналитическим пу-<br />
73
тем. При этом одновременно возникает новый свободный<br />
углеводородный радикал.<br />
4.4. Углеводородный радикал жирной кислоты<br />
Свободный углеводородный радикал жирной кислоты<br />
далее реагирует по предыдущему (реакции 1, 2 и т.д.),<br />
т.е. продолжается цепь реакций. Цепь окислительных<br />
превращений развивается до тех пор, пока ведущие цепь<br />
свободные радикалы не исчезнут из системы, например,<br />
в результате рекомбинации двух радикалов. В этом случае<br />
из двух свободных радикалов образуется одна неактивная<br />
молекула, поэтому цепь обрывается.<br />
Скорость самоокисления жиров зависит от состава находящ<br />
ихся в них жирных кислот. Чем больше число ненасыщенных<br />
кислот и чем больше двойных связей в кислотах,<br />
тем быстрее происходит окисление. Так, линолевая<br />
кислота окисляется в 10-12 раз быстрее олеиновой.<br />
Насыщенные кислоты , хотя и очень медленно, такж е<br />
могут окисляться, переходя в гидроперекиси.<br />
Процесс самоокисления жиров значительно ускоряется<br />
в присутствии катализаторов. Ими могут быть легкоокисляющиеся<br />
металлы - железо, медь, олово, свинец,<br />
попадающие в жиры в процессе их технологической переработки,<br />
а также органические соединения, содержащие<br />
железо, - гемоглобин, миоглобин и др. Очень активными<br />
катализаторами являются ферменты микроорганизмов.<br />
Свободные жирные кислоты окисляются бы с<br />
трее, чем жиры, из которых они выделены.<br />
О содержании перекисных соединений в жире обы ч<br />
но судят по величине перекисного числа (п.ч.). Перекисным<br />
числом называют количество йода, выделяемое в кислой<br />
среде из йодистого калия перекисями, содержащимися<br />
в 100 г жира. В начальных стадиях окисления в жире<br />
происходят малозаметные изменения. Окисление жира<br />
в это время еще либо не протекает вовсе, либо же скорость<br />
этого процесса весьма незначительна. Этот период,<br />
74
имеющий различную продолжительность, называют<br />
индукционным. В этот период перекисное число практически<br />
не изменяется или изменяется очень мало. После<br />
окончания индукционного периода жир начинает<br />
быстро портиться, и кривая круто поднимается вверх.<br />
Наличие индукционного периода объясняется тем, что<br />
существование индукционного периода, и в особенности<br />
его длительность, обусловлено также наличием в составе<br />
природных жиров веществ, тормозящих процесс<br />
окисления в начальной стадии. Это естественные антиокислители:<br />
каротиноиды, токоферолы, лецитины. Они<br />
более активно взаимодействуют со свободными радикалами<br />
и кислородом воздуха и тем самым препятствуют<br />
окислению жиров. Так, в свином жире очень мало каротиноидов<br />
и токоферолов, поэтому индукционный период<br />
свиного жира значительно короче, чем говяжьего.<br />
В результате окисления каротиноидов жир обесцвечивается,<br />
иногда принимает зеленоватую (фисташковую)<br />
окраску. По этому признаку можно на очень ранней<br />
стадии окисления обнаружить начало окислительных<br />
изменений в окрашенных жирах. Хотя многие гидроперекиси<br />
и токсичны, но в индукционном периоде<br />
количество их крайне незначительно. Поэтому жир остается<br />
пригодным в пищу. Жир с перекисным числом<br />
до 0,03% йода считается свежим, от 0,03 до 0,06% - непригоден<br />
для хранения, но его можно употреблять в пищу.<br />
При перекисном числе от 0,06 до 0,1 % йода жир считается<br />
сомнительной свежести, а при более 0,1% - испорченным.<br />
Гидроперекиси являются первичным молекулярным<br />
продуктом самоокисления жиров. Однако они<br />
являются неустойчивыми соединениями, и вскоре после<br />
образования начинается постепенный распад их под<br />
влиянием различных факторов с появлением свободных<br />
радикалов.<br />
При этом протекают последующие разнообразные реакции,<br />
в результате которых накапливаются оксисоединения,<br />
альдегиды, кетоны, низкомолекулярные кислоты<br />
и др., т.е. возникают вторичные продукты. Многие
из этих соединений появляются в виде свободных радикалов,<br />
которые в свою очередь вызывают возникновение<br />
дополнительных реакций. Все это способствует ускорению<br />
самоокисления и появлению разветвленных цепных<br />
реакций. Механизм образования вторичных продуктов<br />
окисления жира еще мало изучен.<br />
Первичные продукты окисления жира —гидроперекиси<br />
- не обладают вкусом и запахом. Ухудшение органолептических<br />
показателей жира при окислительной<br />
порче его связано с образованием вторичных продуктов<br />
окисления, которые имеют неприятные вкус и запах.<br />
При этом различают два основных направления окислительной<br />
порчи жиров —прогоркание и осаливание, в зависимости<br />
от преобладающего направления химических<br />
изменений окисляю щ егося жира. Обычно окисление<br />
идет с заметной скоростью в обоих направлениях, но при<br />
минусовых температурах окисление протекает зачастую<br />
преимущественно в форме осаливания.<br />
При прогоркании накапливаются главным образом<br />
низкомолекулярные продукты: альдегиды, кетоны, низкомолекулярные<br />
кислоты и др. Прогоркание обнаруживают<br />
органолептически по появлению в жирах прогорклого<br />
вкуса и резкого, неприятного запаха.<br />
При осаливании преимущественно образуются оксикислоты,<br />
например, диоксистеариновая кислота.<br />
Образовавшиеся оксикислоты вовлекаются в процесс<br />
поликонденсации, в результате чего образуются высокомолекулярные<br />
соединения, и жир приобретает характерную<br />
салистую, мазеобразную консистенцию. Осалившийся<br />
жир характеризуется также неприятным запахом<br />
и сальным вкусом. Вследствие разрушения пигментов<br />
окрашенные жиры обесцвечиваются.<br />
Предохранение жиров от окислительной порчи. Чтобы<br />
предотвратить окислительные изменения жиров, необходимо<br />
уменьшить или исключить контакт жира с<br />
кислородом воздуха и с источниками энергии - светом и<br />
теплом. Это достигается соблюдением оптимальных условий<br />
при производстве и хранении жира. Там, где это<br />
76
возможно, следует проводить обработку при низкой температуре<br />
или при минимальном времени воздействия<br />
высокой температуры.<br />
Необходимо, чтобы жир был очищен от примесей, способствующих<br />
его окислению, за счет гемовых пигментов,<br />
содержащихся в крови и мышечной ткани. Следует<br />
учитывать, что всякое загрязнение жиров, особенно бактериальное<br />
обсеменение, ускоряет процесс окислительных<br />
изменений жиров.<br />
Хранить жир целесообразно при низкой температуре<br />
и в темноте, в герметичной таре. Продолжительность хранения<br />
можно увеличить, если жир хранить в вакууме или<br />
атмосфере инертного газа.<br />
В жиры не должны попадать легкоокисляющиеся металлы,<br />
катализирующие окисление. Хранить жиры лучше<br />
не в металлической таре.<br />
Для химической защиты жиров от порчи применяют<br />
естественные и искусственные антиокислители. Добавление<br />
этих веществ в минимальных количествах (сотые<br />
доли процента) в жиры удлиняет продолжительность их<br />
хранения даже в сравнительно неблагоприятных условиях.<br />
Действие антиокислителей (ингибиторов) заключается<br />
в том, что они вступают в реакцию со свободными<br />
радикалами, образовавшимися во время цепной реакции<br />
окисления жиров. Радикал выводится из цепи, и цепь<br />
окисления обрывается. Возникающий при этом радикал<br />
ингибитора обычно малоактивен, не способен участвовать<br />
в продолжение цепи и, рекомбинируясь, выходит из реакции,<br />
образуя при этом неактивный продукт.<br />
Существует и другая группа антиокислителей, которые<br />
обладают способностью превращать уже возникшие<br />
гидроперекиси в неактивные соединения. При наличии<br />
в смеси двух типов ингибиторов возникает синергизм,<br />
при котором один из антиокислителей ингибирует образование<br />
свободных радикалов, а другой способен разрушать<br />
уже возникшие перекиси. При этом каждая группа<br />
антиокислителей не только тормозит окисление основного<br />
вещества, но и вместе с тем оба ингибитора пре-
дох раня ют друг друга от быстрого расходования, т.е. усиливают<br />
антиокислительный эффект. Ингибитор, обрывающий<br />
цепь окисления, тормозит образование перекисей<br />
и этим предохраняет вторую группу от быстрого расходования.<br />
Вторая группа антиокислителей, разрушая<br />
перекиси, уменьшает возможность зарождения новых<br />
цепей и этим сохраняет первый ингибитор.<br />
Антиокислители для пищевых жиров не должны быть<br />
вредными для организма и не должны влиять на органолептические<br />
показатели жира.<br />
Из природных антиокислителей большое значение имеют<br />
токоферолы, лецитины, каротины, витамины А и К. Введение<br />
этих веществ весьма желательно, так как они не<br />
только увеличивают продолжительность хранения, но<br />
и повышают биологическую ценность жиров. Большое<br />
значение имеют антиокислители, попадающие в продукт<br />
при его технологической обработке, в частности, коптильные<br />
вещества с содержащимися в них антиокислителями<br />
—производными фенола. Сильным антиокислительным<br />
действием обладают некоторые природные специи<br />
или экстракты из них. В перце, например, содержится<br />
токоферол.<br />
В СНГ для торможения процессов окисления в животных<br />
топленых пищевых жирах разрешено применять<br />
ряд синтетических антиокислителей: бутилоксианизол,<br />
бутилокситолуол, нордигидрогваяретовая кислота и др.<br />
В концентрации 0,01-0,02% они хорошо предохраняют<br />
свиной жир от окисления. Бутилокситолуол тоже хорошо<br />
защищает свиной и говяжий жиры.<br />
78
Глава V. БИОХИМИЯ ПОКРОВНОЙ ТКАНИ<br />
Покровная ткань - кожа (шкура) - представляет собой<br />
внешнюю оболочку животного и выполняет разнообразные<br />
функции. Она защищает тело животного от химических<br />
и физических воздействий окружающей среды,<br />
от механических повреждений, проникновения во<br />
внутреннюю среду микробов. Кожа участвует в регуляции<br />
водного обмена (через кожу животного выделяется<br />
свыше 1% всего запаса воды в теле). Кожный покров регулирует<br />
теплоотдачу —около 82% всех тепловых потерь<br />
организма осуществляется через кожу, через нее в известной<br />
степени осуществляется и газообмен. Кожа выполняет<br />
функции органа выделения некоторых продуктов<br />
обмена - с потом удаляются различные соли, молочная<br />
кислота, продукты азотистого обмена. Кожный покров<br />
является органом осязания, это обусловлено обилием нервных<br />
окончаний в нем. Кожа пронизана густой сетью<br />
кровеносных сосудов, в которых задерживается свыше 1 л<br />
крови. Таким образом, кожа является своеобразным депо<br />
крови.<br />
В коже имеются потовые, сальные железы и волосяные<br />
луковицы. Различные роговидные образования (волосы,<br />
щетина, перья, пух, рога, когти, копыта) - это производные<br />
кожного покрова. Шкура крупного и мелкого<br />
рогатого скота, свиней, кроликов и других животных<br />
является сырьем для кожевенного и мехового производства.<br />
По происхождению, строению морфологических компонентов<br />
и по содержанию однотипных белковых веществ<br />
- склеропротеинов - покровная ткань близка к соединительной<br />
ткани.<br />
79
5.1. Строение шкуры<br />
Ш кура животного состоит из трех слоев; наружного —<br />
эпидермиса, среднего —дермы и нижнего - подкожной<br />
клетчатки (рис. 5.1). Эпидермис является самым поверхностным<br />
слоем кожного покрова. Он состоит из многих<br />
слоев клеток, из которых внутренние сохранили протоплазматическую<br />
природу. П остепенно сплющ иваясь<br />
и теряя ядро и протоплазму, клетки превращаются в наружном<br />
слое эпидермиса в омертвелые, ороговевшие чешуйки.<br />
Роговой слои эпидермиса слагается из многих<br />
рядов роговых чешуек, который слущивается вследствие<br />
их износа и заменяется новым роговым слоем, образующимся<br />
из клеток глубинных слоев, поднимающихся на<br />
поверхность. Толщина эпидермиса составляет 0,2-5%<br />
всей толщины шкуры. В местах, где кожа покрыта волосами,<br />
эпидермис имеет меньшую толщину, чем в местах<br />
со слабым волосяным покровом. У животных эпидермис<br />
большей частью пигментирован. Пигмент содержится<br />
в нижнем слое эпидермиса. Различная окраска кожи зависит<br />
от распределения в клетках пигмента меланина.<br />
При выработке кожи эпидермис удаляют, при выработке<br />
меха —сохраняют.<br />
Дерма - это собственно кожа.<br />
80
Она построена из плотной соединительной ткани, содержащей<br />
большое количество коллагеновых и эластиновых<br />
волоконец.<br />
Коллагеновые волоконца обусловливают прочность дермы,<br />
а эластиновые придают ей эластичность. Волоконца<br />
следуют в различных направлениях и, переплетаясь между<br />
собой, напоминают сеть. Промежутки между волоконцами<br />
заполнены основным (аморфным) веществом и значительным<br />
количеством клеток. У крупного рогатого скота<br />
дерма составляет около 84% толщины шкуры. В дерме<br />
расположены волосяные сумки с волосом, потовые и сальные<br />
железы, кровеносные и лимфатические сосуды, нервные<br />
волокна. Шкуру используют для производства кожи.<br />
Подкожная клетчатка состоит из типичной рыхлой соединительной<br />
ткани, вследствие чего этот слой мягок,<br />
легкоподвижен и соединяет основу кожи с более глубоко<br />
лежащими мышцами. В нем залегают жировые клетки,<br />
которые при обильном питании сильно развиваются. Огромное<br />
скопление жировых клеток у упитанных животных<br />
придает их подкожному слою характер жировой ткани.<br />
Толщина подкожной клетчатки у крупного рогатого<br />
скота составляет примерно 15% общей толщины шкуры.<br />
5.2. Химический состав покровной ткани<br />
Основными веществами, входящими в состав шкуры,<br />
являются вода и белки. Кроме того, в шкуре содержатся<br />
липиды, а в небольших количествах - углеводы, минеральные<br />
соли и ферменты. Содержание воды в парной<br />
шкуре колеблется в широких пределах (55-75%) в зависимости<br />
от вида, возраста и т.д. Шкуры взрослых животных<br />
содержат меньше воды, чем шкуры молодняка;<br />
шкуры упитанных животных - больше жира и соответственно<br />
меньше воды. Белки составляют примерно 95%<br />
сухого остатка шкур. В состав шкуры входят склеропротеины<br />
(коллаген, кератин, эластин, ретикулин), мукои-<br />
6-0213 81
ды, альбумины и глобулины и некоторые другие белки.<br />
Более 90% приходится на долю коллагена.<br />
Специфическим белком шкуры и ее производных является<br />
кератин. Это наиболее прочный и устойчивый белок.<br />
Он не растворяется в холодной и горячей воде, растворах<br />
солей, спирте, эфире, разведенных кислотах.<br />
Кератин отличается высокой устойчивостью к воздействию<br />
света, нагреванию, не расщепляется ферментами<br />
желудочно-кишечного тракта человека и животных. Этот<br />
белок практически неусвояем. Кератины относятся к<br />
фибриллярным (волокнистым) белкам. Они состоят из<br />
очень длинных полипептидных цепей, расположенных<br />
вдоль оси. Полипептидные цепи кератина во вторичной<br />
структуре находятся в определенной конфигурации.<br />
Каждые три (или семь) спирали скручиваются вместе,<br />
образуя третичную структуру кератина, которая напоминает<br />
кабель. Такая спираль называется протофибриллой.<br />
Из протофибрилл построена микрофибрилла —четвертичная<br />
структура кератина. Микрофибрилла состоит<br />
из 11 протофибрилл: две - внутри и 9 —по окружности.<br />
В кератинах содержится большое количество серы<br />
(2-6%), что обусловлено высоким содержанием в них<br />
аминокислоты цистеина (4-14% ). Запах горелой шерсти,<br />
рога вызывается образованием при горении из цистеина<br />
летучих меркаптанов.<br />
Цистеин кератинов образует дисульфидные мостики<br />
(- S - S -) между соседними пептидными цепями белка по<br />
следующей схеме:<br />
Ц СО — NH — СН — СО — NH — СН —<br />
S — СН, 2<br />
— СН — СО — NH — СН — СО<br />
82
Наличие дисульфидных мостиков в молекуле кератина<br />
придает белку большую прочность и делает его нерастворимым.<br />
Разрыв поперечных дисульфидных мостиков<br />
кератина приводит к образованию растворимых продуктов<br />
- кератоз (а, /?, у), различающихся по аминокислотному<br />
составу и молекулярной массе. Действие щелочи<br />
и неорганических сульфидов и сульфитов издавна<br />
используют для образования из кератина растворимых<br />
продуктов при переработке кожного покрова, например,<br />
для удаления волос с шерстных субпродуктов (ноги,<br />
уши). Под действием щелочи происходит разрыв дисульфидного<br />
мостика гидролитическим путем:<br />
R — S — S — Я, + Н гО -> RS — ОН + HS — i?j<br />
Под действием сульфидов и других восстановителей<br />
дисульфидные связи восстанавливаются с образованием<br />
сульфгидрильных групп:<br />
Восстанавливающее вещество<br />
R - S - S - Д ,.........................-» R - S - H + H - S - R l<br />
Разрыву дисульфидных мостиков в кератине способствует<br />
и механическая обработка. Тонкое истирание<br />
шерсти, измельчение рогов и копыт также частично переводят<br />
кератин в растворимую форму. Способность личинки<br />
платяной моли использовать кератин для питания<br />
объясняется наличием в ее пищеварительном тракте<br />
особого фермента - кератиназы, расщепляющего дисульфидные<br />
связи кератина.<br />
Кератин эластичен, способен растягиваться во влажном<br />
состоянии при обработке горячим паром и сокращаться<br />
при высыхании. Растяжение кератина объясняется<br />
переходом а-кератина в /8-конфигурацию. Водородные<br />
связи чрезвычайно чувствительны к воде, а в присутствии<br />
воды - к температуре. Молекулы воды, сами по<br />
себе склонные к образованию водородных связей, легко<br />
83
проникают в волокно и стремятся на правах сильного<br />
конкурента образовать водородные связи с белком. Естественно,<br />
что собственные белковые водородные связи<br />
ослабляются, и тем сильнее, чем выше температура.<br />
Вследствие разрыва внутрицепочечных водородных связей<br />
и происходит растягивание относительно компактной<br />
а-спирали. Более вытянутая зигзагообразная<br />
форма, которую приобретает при этом полипептидная<br />
цепь, называется /?-формой.<br />
Параллельные цепи, находящиеся в /?-конформацине,<br />
связываются между собой поперечными межцепочечными<br />
водородными связями и образуют слоисто-складчатую<br />
структуру. При этом все Д-группы выступают с одной<br />
или другой стороны плоскости. Так как Д-группы<br />
кератинов достаточно велики по своим размерам и имеют<br />
одинаковые заряды, они взаимно отталкиваются,<br />
и существование структуры складчатого слоя становится<br />
невозможным. Поэтому растянутые формы волоса или<br />
шерсти неустойчивы и самопроизвольно переходят обратно<br />
в а-форму.<br />
При нагревании кератинов в горячей воде большее количество<br />
слабых связей разрывается (дисульфидные при<br />
этом сохраняются), что приводит к денатурации и необратимому<br />
сжатию волокон. Такое явление наблюдается<br />
при усадке шерсти и горячей обработке роговых изделий.<br />
В результате денатурации кератин становится более<br />
прочным.<br />
Хотя кератины являются устойчивыми белками и быстро<br />
не портятся, как белки мяса или крови, все же их<br />
устойчивость ограниченна. Вследствие наличия крови,<br />
эпидермиса, особенно его нижних слоев, которые сохранили<br />
протоплазматическую природу, а также повышенной<br />
влажности и температуры могут развиваться микробиологические<br />
процессы, в результате которых образуются<br />
гнилостные продукты распада. Сначала разрушаются<br />
S-S-связи между соседними цепями кератина, а затем<br />
происходит более глубокий распад белка. Разруше-<br />
84
ние дисульфидных мостиков приводит к потере первоначальных<br />
механических свойств щетины, поэтому даже<br />
такое устойчивое сырье животного происхождения, как<br />
щетина, необходимо сравнительно быстро перерабатывать,<br />
промывать и сушить.<br />
Кератины являются полноценными белками. Аминокислотный<br />
состав кератинов отличается не только полным<br />
набором незаменимых аминокислот, но и большим<br />
процентным содержанием их. Поэтому кератины используют<br />
для получения чистых аминокислот и их смесей,<br />
которые применяют в медицине, пищевой промышленности<br />
и других отраслях народного хозяйства. Их<br />
получают гидролизом кератиновых отходов. Пенообразователь<br />
применяют в противопожарных жидкостях.<br />
Подобным образом получают кератиновый клей и другие<br />
ценные продукты.<br />
5.2. Потовые и сальные железы<br />
Секрет потовых желез —пот. С ним удаляется значительное<br />
количество воды (иногда до 1 /3 воды, выделяемой<br />
из организма) и некоторые продукты обмена. Состав пота<br />
сходен с составом мочи. Сухой остаток пота составляет около<br />
1,2% , из которых 1/3-1/2 - минеральные вещества. Из<br />
органических соединений с потом выделяются мочевина,<br />
мочевая кислота, креатинин, креатин и др. Запах пота<br />
обусловлен наличием летучих жирных кислот, в том числе<br />
масляной, капроновой и др. Состав пота меняется в зависимости<br />
от питания, пола животного и т.д.<br />
Секрет сальных желез - кожное сало - смазывает стержни<br />
волос и поверхность эпидермиса, предохраняя их от<br />
высыхания и чрезмерного размягчения, от проникновения<br />
микробов. В состав секрета сальных желез входят<br />
жиры, свободные жирные кислоты, холестерин, стериды,<br />
альбумины, минеральные вещества.<br />
Секрет сальных и секрет потовых желез, соединяясь<br />
вместе, образуют жиропот. Практическое значение име<br />
85
ет жиропот овец. Очищенный жиропот овец называется<br />
ланолином. Он состоит из смеси сложных эфиров высокомолекулярных<br />
жирных кислот и высокомолекулярных<br />
спиртов (воска), холестерина, а также белков и минеральных<br />
веществ. Ланолин растворяется в воде, но способен<br />
поглощать значительное количество воды и поэтому является<br />
очень ценной составной частью всевозможных мазей<br />
и кремов, применяемых в косметике и медицине.
Глава VI. Биохимия нервной ткани<br />
Нервная ткань управляет организмом. Она объединяет<br />
различные части тела животных, согласовывает их<br />
работу. Ей принадлежит ведущая роль во взаимосвязи<br />
организма с внешней средой. Нервная ткань состоит из<br />
нервных клеток - нейронов - и из мелких глиальных<br />
клеток, оплетающих и соединяющих нейроны. Нервная<br />
клетка состоит из тела, многочисленных ветвящихся отростков<br />
- дендритов и одного длинного отростка - аксона<br />
(рис. 6.1). Дендриты, аксоны и сами тела клеток очень<br />
разнообразны по величине и форме.<br />
Нервная система подразделяется на центральную,<br />
включающую головной мозг, расположенный в черепе,<br />
и спинной мозг, находящийся в позвоночном канале,<br />
и периферическую, состоящую из отростков нервных<br />
клеток, которые, разветвляясь, пронизывают все органы<br />
тела животных густой сетью.<br />
Рис. 6.1. Схема строения нервной ткани<br />
При переработке животного приходится иметь дело<br />
только с нервной тканью головного и спинного мозга, так<br />
как периферическая нервная система не может быть выделена<br />
в виде самостоятельной ткани. Головной и спин-<br />
87
ной мозг являются ценным пищевым продуктом и сырьем<br />
для получения биологических препаратов.<br />
Мозг состоит из двух слоев белого и серого вещества.<br />
Серое вещество мозга образовано нервными клетками<br />
вместе с отростками. Белое вещество, так же как и нервы<br />
тела животного, состоит только из нервных волокон.<br />
В головном мозге серое вещество образует наружный<br />
слой, называемый корой головного мозга. Белое вещество<br />
расположено под серым. В спинном мозге серое вещество<br />
занимает среднюю часть, белое окружает серое<br />
вещество.<br />
6.1. Химический состав нервной ткани<br />
Химический состав цельного мозга животных характеризуется<br />
следующ ими средними данными (в % ): вода<br />
- 78, белки - 8, липиды - 12-15, углеводы - 0,1, экстрактивные<br />
вещества - 1-2, минеральные вещества - 1.<br />
Белки. Белки мозга представлены альбуминами, глобулинами,<br />
небольшим количеством эластина и коллагена.<br />
Большинство белков мозга образует комплексы с липидами.<br />
Специфическим белком нервной ткани является<br />
нейрокаротин. Это белково-липидный комплекс.<br />
В состав мозга входят нуклеопротеиды с небольшим<br />
содержанием фосфора, среди них нейроглобулин —дезоксирибонуклеопротид<br />
и пепростромин - рибонуклеопротеид.<br />
Белковые вещества мозга в целом отличаются<br />
большим содержанием глутаминовой кислоты (до 26% ).<br />
В мозге присутствуют большое число ферментов из группы<br />
гидролаз, ферменты гликолиза, окислительно-восстановительные<br />
и др.<br />
Липиды. Нервная ткань отличается высоким содержанием<br />
липидов. Лишняя часть мозга весьма разнообразна.<br />
Около половины общего количества липидов мозга составляют<br />
фосфолипиды. Следующей по количественному содержанию<br />
группой являются стерины, представленные<br />
в основном холестерином. Характерной группой липидов<br />
мозга являются гликолипиды. Среди них в небольшом
количестве находятся цереброзиды (цереброн, первой<br />
и др.)- Жиры почти не встречаются в составе липидов нервной<br />
ткани. Жирные кислоты липидов нервной ткани<br />
в большей своей части представлены полиненасыгценными<br />
кислотами, например, арахидоновой и др.<br />
Углеводы и экстрактивные вещества. Содержание<br />
гликогена в мозговой ткани невелико - 70-150% мг, глюкозы<br />
- около 100% мг. Из азотистых экстрактивных веществ<br />
выделены аденозинтрифосфорная кислота, фосфокреатин,<br />
креатин, аммиак, а также глутаминовая кислота<br />
и ее амид - глутамин и др., из безазотистых - молочная<br />
кислота, инозит и др.<br />
Минеральные вещества. В головном мозге присутствуют<br />
в больших количествах фосфор, калий, натрий, хлор,<br />
кальций, а также микроэлементы: йод, медь, цинк, марганец,<br />
молибден.<br />
Серое и белое вещество мозга существенно различаются<br />
по химическому составу. В сером веществе содержится<br />
больше воды (84% ) и белого вещества больших<br />
полушарий головного мозга.<br />
В сером веществе больше воды и белков, в белом - липидов.<br />
6.2. Биохимические процессы,<br />
протекающие в нервной ткани<br />
Нервная ткань получает энергию за счет окисления<br />
глюкозы, причем главным образом за счет аэробного<br />
окисления, а не за счет гликолиза. Мозг и нервы потребляют<br />
20-25% всего кислорода, используемого организмом.<br />
Недостаточное снабжение центральной нервной<br />
системы кислородом приводит к общему угнетению жизнедеятельности<br />
нервной ткани. Торможение деятельности<br />
головного мозга животных имеет практическое значение.<br />
На мясокомбинатах применяют способ предубойного<br />
оглушения животных электрическим током.<br />
После убоя животного в мозговой ткани происходят<br />
автолитические процессы. Реакция среды сдвигается<br />
89
в щелочную сторону. Снижается способность мозговой<br />
ткани к набуханию в воде. При продолжительном храпении<br />
головного мозга в охлажденном состоянии его кулинарные<br />
достоинства частично снижаются. Поэтому срок<br />
хранения охлажденного мозга не должен превышать 3-5<br />
суток. Следует отметить, что сущность автолитических<br />
процессов в мозговой ткани изучена еще недостаточно.<br />
6.3. Пищевая ценность мозга<br />
Большинство белков мозга относится к полноценным<br />
белкам, хотя имеется небольшое количество неполноценных<br />
и плохо усвояемых белков (нейрокератин, коллаген).<br />
В целом в белках мозга содержатся все жизненно необходимые<br />
аминокислоты.<br />
Пищевая и промышленная ценность мозга определяется<br />
в значительной мере его липидным составом. Мозг содержит<br />
большое количество необходимых для организма<br />
липидов, главным образом фосфатидов, холина, инозитфосфатидов<br />
(холин и инозит являются витаминами), а также<br />
ненасыщенных жирных кислот и органических фосфорных<br />
соединений. Благодаря большому содержанию липидов<br />
калорийность мозга выше калорийности других органов.<br />
Однако мозг, употребляемый в пищу в большом количестве,<br />
плохо усваивается организмом. Ограничивает<br />
использование нервной ткани и высокое содержание в них<br />
холестерина, избыток которого нежелателен.<br />
Головной мозг используют в кулинарных целях. Спинной<br />
мозг применяют для производства диетических ливерных<br />
колбас и паштетов. Головной и спинной мозг домашних<br />
животных является ценным сырьем для производства<br />
лечебных препаратов и химических соединений, используемых<br />
для синтеза фармацевтических препаратов. Это,<br />
прежде всего, холестерин, из которого изготовляют половые<br />
гормоны и др. Лецитин и другие фосфатиды, получаемые<br />
из спинного мозга, применяют в качестве эмульгаторов,<br />
например, для маргарина, кремов, мазей, жировых<br />
эмульсий. Лецитин рекомендуется как антиокислитель.<br />
90
Глава VII. БИОХИМИЯ ВНУТРЕННИХ<br />
ОРГАНОВ<br />
Внутренние органы животного организма (печень,<br />
почки и легкие), получаемые при переработке крупного<br />
и мелкого рогатого скота и свиней, относятся к пищевым<br />
субпродуктам.<br />
7.1. Печень<br />
Печень - крупный орган (около 1,4-1,5% массы тела<br />
животного). В нее входит и разветвляется не только артерия,<br />
но и крупная воротная вена. В эту вену поступает<br />
кровь из желудка, кишечника и селезенки и, прежде чем<br />
попасть в большой круг кровообращения, проходит через<br />
печень, омывая ее клетки. В обмене веществ печень<br />
занимает центральное место; функции ее многообразны.<br />
Печень принимает участие во всех видах обмена веществ,<br />
так как первой получает из кишечника все поступившие<br />
в кровь вещества. Она регулирует обмен углеводов. В печени<br />
осуществляются гликогенная функция (распад и синтез<br />
гликогена), аэробное окисление молочной кислоты,<br />
доставляемой с током крови из мышечной ткани, и синтез<br />
гликогена из молочной кислоты, взаимопревращения<br />
различных моносахаридов, превращение аминокислот<br />
в глюкозу. Ведущее место занимает печень в обмене<br />
липидов. В ней откладываются жиры; содержание жира<br />
может доходить до 30% сухого остатка. В печени происходят<br />
интенсивный распад и синтез фосфолипидов, холестерина,<br />
жирных кислот, образование липидов из углеводов.<br />
При нормальных условиях жиры окисляются<br />
в печени.<br />
91
Участие печени в белковом обмене заключается в том,<br />
что она является депо белка —некоторые белки и аминокислоты<br />
накапливаются в ней, а затем по мере надобности<br />
переходят в кровь. В печени синтезируются не только<br />
белки собственной ткани, но и многие белки крови. В минеральном<br />
обмене печень играет роль депо железа. Печень<br />
является депо каротина, витаминов групп А, Е и К,<br />
а также витаминов РР, В12, В2. Она влияет на обмен воды<br />
в организме, способствуя удалению избытка ее из крови.<br />
Вторая функция печени - кроветворная. В печени<br />
синтезируются все альбумины сыворотки крови, большая<br />
часть глобулинов, фибриноген, протромбин, протромбокиназа.<br />
Распад гемоглобина с образованием желчных<br />
пигментов билирубина и биливердина также происходит<br />
в печени.<br />
Печень участвует в регуляции кровообращения, пропуская<br />
и задерживая кровь, а следовательно, регулируя<br />
объем крови, поступающей в кровяное русло. Одна из<br />
важнейших функций печени - секреция желчи.<br />
Защитная функция печени заключается в ее способности<br />
обезвреживать ядовитые и чужеродные организму<br />
вещества.<br />
Ядовитые вещества, попавшие в организм с пищей<br />
или образовавшиеся при усиленном гниении белков в кишечнике<br />
(индол, скатол, фенол и др.), взаимодействуя<br />
с глкжуроновой и серной кислотами, глицином, преобразуются<br />
в безвредные для клеток соединения. Так, индол<br />
может превратиться в индоксилсерную или индоксил<br />
г л юкуроновую кислоты.<br />
Эти безвредные для организма вещества с кровью поступают<br />
в почки и удаляются из организма с мочой. В печени<br />
обезвреживается аммиак путем связывания его в безвредную<br />
мочевину. Соли тяжелых металлов и ядовитые<br />
алкалоиды в значительной степени задерживаются в клетках<br />
печени, что предохраняет организм от их вредного<br />
действия.<br />
Химический состав печени (в%): вода - 70-75; белки -<br />
12-24; гликоген —2-8; липиды - 4,5-6,5 (в том числе жиры —<br />
2; фосфатиды - 2,5; холестерин - 0,3).<br />
92
Основную массу сухого остатка печени составляют белки,<br />
представленные главным образом глобулинами (общее<br />
количество белков печени 17% , а глобулинов —13%).<br />
Альбумины составляют около 1% . В меньшем количестве<br />
в печени находятся нуклеопротеиды, глюкопротеиды,<br />
липопротеиды, коллаген, эластин, муцины и др. Для<br />
печени характерно значительное количество железосодержащих<br />
белков. Они являются запасными источниками<br />
железа для синтеза гемоглобина (кроме печени, подобные<br />
белки содержатся в селезенке и костном мозге).<br />
Из железопротеидов печени наиболее исследован ферритин.<br />
Простетической группой ферритина является неорганическое<br />
соединение окисного железа. В ферритине<br />
содержится 17-23% железа и около 1-2% фосфора. Из<br />
печени выделен также медьсодержащий белок гематокупреин,<br />
в котором 0,34% меди.<br />
В печени содержатся многочисленные ферменты, что<br />
объясняется многообразием совершающихся в ней биохимических<br />
превращений. Липоиды печени представлены<br />
главным образом фосфатидами и холестерином.<br />
Например, в говяжьей печени из общего количества<br />
липидов примерно половину составляют фосфатиды,<br />
0,3% - холестерин.<br />
В печени имеется значительный запас гликогена<br />
(до 17% ее массы). Азотистых экстрактивных веществ<br />
(креатин, холин, пуриновые основания, аминокислоты,<br />
АТФ и др.) в печени сравнительно мало. Из безазотистых<br />
экстрактивных веществ в печени находятся молочная<br />
кислота, инозит, гепарин и др. Печень очень богата<br />
витаминами. В печени крупного рогатого скота, свиней,<br />
баранов содержание витамина А в 30 раз выше, чем в мышцах,<br />
в значительных количествах находятся витамины<br />
В2, РР, В6,К и др. Содержание витамина В также во много<br />
раз превышает его содержание в мышцах и других<br />
органах.<br />
Желчь. Желчь - это секрет печени. Она производится<br />
печеночными клетками и по желчным канальцам поступает<br />
в желчный пузырь, откуда в процессе пищеварения<br />
изливается в кишечник.<br />
93
По строению желчные кислоты относятся к стеринам<br />
и являются производными холановой кислоты.<br />
Обычно в желчи встречаются парные желчные кислоты:<br />
холевая и глицин, холевая и таурин (N H 2 — СН2 —<br />
СН2 — SOsH ), соединенные по пептидному'типу.<br />
Так как желчные кислоты имеют горький вкус, присутствие<br />
желчи в желчных ходах придает печени, особенно<br />
свиной, горький привкус. Для удаления желчи<br />
требуется тщательная промывка печени. П оэтому загрязнение<br />
продуктов желчью или недостаточная промывка<br />
печени снижают ее качество.<br />
Парные желчные кислоты находятся в желчи в виде<br />
натриевых солей, обладающ их сильным эм ульгирую <br />
щим действием по отношению к липидам. М уцины, находящ<br />
иеся в желчи, придают секрету некоторую вязкость<br />
и тягучесть. Окраска желчи зависит от желчных<br />
пигментов, которые образуются в печени из гемоглобина.<br />
Билирубин имеет золотисто-желтую окраску; свежая<br />
желчь - желтого цвета. При длительном хранении желчи<br />
билирубин окисляется под действием кислорода воздуха<br />
в биливердин (вещество зеленого цвета), поэтому<br />
цвет ее становится зеленовато-бурым. Реакция желчи<br />
щелочная - pH 7,5. Желчь используют для медицинских<br />
и технических целей.<br />
7.2. Почки<br />
Почки представляют собой парный орган плотной консистенции,<br />
в большинстве случаев бобовидной формы.<br />
Функции их многообразны, Важнейшими из них являются<br />
выделение конечных продуктов обмена веществ и<br />
поддержание постоянства состава крови. В почках содержится<br />
83% воды и 17% сухого вещества. Основную часть<br />
сухого остатка составляют белки (15-16% ), липиды (2-5% ),<br />
углеводы (1 ,1 -1 ,2 % ), минеральные вещества (1,1 -1 ,2 % ),<br />
экстрактивные вещества, витамины.<br />
Белки представлены главным образом глобулинами,<br />
альбуминами, нуклеопротеидами, муцинами и мукоида-<br />
94
ми. Почки богаты ферментами. Из липидов в почках<br />
содержатся жиры, лецитины, холестерин (в комплексе<br />
с белками), из углеводов —гликоген, глюкоза, из азотистых<br />
экстрактивных веществ - креатин, мочевина, пуриновые<br />
основания и др. Содержание железа достигает<br />
7% мг, общего фосфора - 220% мг. В почках содержится<br />
целый ряд витаминов - значительное количество витаминов<br />
группы В, особенно много рибофлавина, витаминов<br />
Вп , РР и др.<br />
7.3. Легкие<br />
Легкие - это парный орган, составляющий около 1%<br />
массы тела животного. Они осуществляют газообмен<br />
между внешней средой и кровью и участвуют в регуляции<br />
температуры тела. По химическому составу легкие<br />
отличаются от других органов высоким содержанием<br />
воды (80%) и меньшим содержанием белков (15%), из них<br />
коллагена около 5% , эластина около 1% . Кроме белков,<br />
в состав легких входят 2-5% липидов, около 1% минеральных<br />
веществ, витамины В6, В2, РР и др. В легких<br />
содержится гепарин.<br />
7.4. Автолитические изменения, происходящие<br />
в печени, почках и легких<br />
После убоя животного в печени, почках и легких происходят<br />
автолитические изменения. У каждого органа они<br />
имеют свои специфические особенности, по все они по<br />
сравнению с мясом менее стойки при хранении в охлажденном<br />
состоянии. Это связано с меньшей плотностью<br />
ткани, физико-химическими и биохимическими особенностями<br />
этих органов. Так, они характеризуются наличием<br />
более активных групп ферментов (например, катепсинов),<br />
более высоким значением pH и т.д.<br />
Однако общий ход автолитических процессов в этих<br />
органах такой же, как и в других тканях. Вследствие ав-<br />
95
толиза накапливаются кислоты и изменяются свойства<br />
белков. Резко снижается, например, способность белков<br />
набухать в воде. При продолжительном (в течение 4-6 мес.)<br />
хранении этих органов в замороженном состоянии автолитические<br />
процессы не прекращаются, но белки очень<br />
глубоким превращениям при таком хранении не подвергаются.<br />
Однако органолептические свойства этих органов<br />
ухудшаются, поэтому срок хранения печени и почек<br />
в холодильниках не должен превышать 7 мес.<br />
7.5. Пищевая ценность печени, почек и легких<br />
Печень и почки являются ценными продуктами питания.<br />
В них содержатся белки, в состав которых входят<br />
в значительном количестве все незаменимые аминокислоты,<br />
ценные в пищевом отношении липиды и минеральные<br />
вещества (железо, фосфор, микроэлементы). В печени<br />
присутствует весь комплекс витаминов группы В, особенно<br />
много витамина В12, а также А, О, К и Е. В почках<br />
также содержится значительное количество витаминов.<br />
Печень используют для кулинарных целей и производства<br />
колбасных изделий и консервов. После варки<br />
печень в значительной степени утрачивает гидрофильные<br />
свойства, но способна хорошо поглощать жир, поэтому<br />
ее обычно применяют для выработки изделий мазеобразной<br />
консистенции: ливерных колбас, паштетов.<br />
Из печени готовят также биологические препараты: антианемин,<br />
камполон для лечения злокачественного малокровия.<br />
Активным началом, входящим в состав этих<br />
препаратов, является, прежде всего, витамин В12.<br />
Препараты, полученные из желчи (аллохол, хологон<br />
и др.), употребляются при заболеваниях, связанных с нарушением<br />
деятельности желудочно-кишечного тракта<br />
и печени.<br />
Почки используют в кулинарных целях и для выработки<br />
деликатесных консервов.<br />
96
Легкие имеют низкую пищевую ценность. Общее содержание<br />
полноценных белков в них ниже, чем в печени<br />
и почках.<br />
Они содержат значительное количество кол лагена<br />
и эластина, неполноценных и плохо усвояемых белков.<br />
Кулинарная ценность легких по сравнению с печенью<br />
и почками невелика. Поэтому легкие используют в п ищ у<br />
главным образом в сочетании с другим сырьем. Из л егких<br />
убойных животных получают гепарин - препарат<br />
используемый в качестве стабилизатора крови.
Глава VIII. БИОХИМИЯ ЭНДОКРИННЫХ<br />
И ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ ЖЕЛЕЗ<br />
Некоторые виды сырья, получаемого при убое сельскохозяйственных<br />
животных, используют для производства<br />
органотерапевтических препаратов. Их действующим<br />
началом, обусловливающим лечебный и физиологический<br />
эффект, могут быть гормоны (гормональные препараты),<br />
ферменты (ферментные препараты) и другие биологически<br />
активные вещества, содержащиеся в органах<br />
и тканях. Многие препараты предназначены для лечебных<br />
целей и повышения продуктивности животноводства.<br />
Так, введение некоторых гормонов повышает надой<br />
молока, настриг шерсти, усиливает рост молодняка и т.д.<br />
Ферментные препараты применяют для медицинских<br />
целей, а также в технологических процессах ряда производств.<br />
В настоящее время лишь немногие гормоны и ферменты<br />
можно получить синтетическим путем. Поэтому источником<br />
большинства гормонов и ферментов являются<br />
продукты убоя сельскохозяйственных животных.<br />
У большинства гормонов нет видовой специфичности.<br />
Как правило, действие одноименных гормонов разных<br />
животных одинаково, поэтому гормоны животных одного<br />
вида приемлемы для животных другого вида (исключение<br />
составляет соматотропный гормон, получаемый из<br />
передней доли гипофиза).<br />
На производство гормональных и ферментативных<br />
препаратов направляют следующее сырье: эндокринное<br />
(гипофиз, паращитовидные железы, щитовидная, поджелудочная,<br />
половые железы, надпочечники), ферментативное<br />
(слизистая оболочка свиных желудков и сычугов<br />
крупного рогатого скота, молочных ягнят и телят<br />
и слизистая оболочка тонких кишок).<br />
98
При сборе сырья и его обработке необходимо соблюдать<br />
все условия для того, чтобы максимально затормозить<br />
автолитические изменения и микробиальные процессы<br />
с целью сохранения всех активнодействующих<br />
веществ, находящихся в сырье при жизни животного.<br />
После убоя животного в железах и тканях протекают<br />
интенсивные процессы автолиза. Происходит распад белковых<br />
структур. При этом вещества белковой природы<br />
теряют биологическую активность. Так, в поджелудочной<br />
железе имеется комплекс активных протеолитических<br />
ферментов. При автолизе поджелудочной железы<br />
происходит протеолиз белкового гормона инсулина и он<br />
быстро инактивируется. Кроме того, в ряде случаев продукты<br />
автолиза могут оказать неблагоприятное воздействие<br />
на организм, например, в задней доле гипофиза<br />
вследствие автолиза накапливаются такие вещества, присутствие<br />
которых в препаратах из задней доли гипофиза<br />
может оказать угнетающее действие на кровообращение.<br />
Продукты автолиза могут уменьшать стойкость препарата<br />
при хранении и затруднять его очистку (например,<br />
инсулина).<br />
Важнейшим условием правильной организации сбора<br />
эндокринно-ферментативного сырья является быстрое<br />
извлечение его из туши животного, соблюдение условий,<br />
предотвращающих загрязнение и инфицирование.<br />
Общая продолжительность с момента извлечения до<br />
момента консервирования в среднем не должна превышать<br />
1 ч (для поджелудочной и щитовидной желез - не<br />
более 30 мин.; для слизистой оболочки желудков - не более<br />
2 ч). Если ферментативно-эндокринное сырье не используют<br />
для производства препаратов сразу же, то его<br />
необходимо быстро законсервировать холодом (замораживают<br />
при температуре не выше - 20 ‘С), сушкой, сублимацией,<br />
а для ряда эндокринных желез - химическими<br />
реагентами (спиртом, ацетоном, поваренной солью).<br />
Перерабатывать замороженное сырье также необходимо<br />
по возможности быстрее, так как при размораживании<br />
активность многих ферментных систем возрастает,<br />
99
что вызывает быструю инактивацию биологически активных<br />
веществ. При переработке эндокринно-ферментативного<br />
сырья важно не только сохранить активность<br />
гормонов и ферментов, но и тщательно очистить их от<br />
примесей. Последнее особенно важно при производстве<br />
препаратов, вводимых под кожу, в мышцу или вену. Для<br />
очистки препаратов от примесей используют различные<br />
способы: адсорбционные, изоэлектрическое осаждение<br />
(при достижении pH, соответствующего изоэлектрической<br />
точке данного гормона или фермента, он целиком<br />
или почти целиком выпадает в осадок, тогда как белки,<br />
изоэлектрическая точка которых лежит при более низких<br />
или более высоких значениях pH, остаются в растворе),<br />
высаливание (гормон или фермент переводят из раствора<br />
в осадок, добавляя нейтральные соли; количество<br />
соли, необходимое для осаждения данного белка, постоянно<br />
и зависит от специфической природы белка и осаждающей<br />
соли). Если выделяемое активное вещество термостабильно,<br />
как, например, гормоны задней доли гипофиза,<br />
то балластные белки можно удалить кипячением.<br />
Щитовидную железу используют для производства тиреоидина.<br />
Его получают из высушенных и обезжиренных<br />
желез убойных животных. Применяют при лечении<br />
заболеваний, связанных с гипофункцией щитовидной<br />
железы.<br />
8.1. Паращитовидные железы<br />
Они служат сырьем для производства гормонального<br />
препарата паратиреоидина (паратиреокрина). Это водный<br />
раствор гормональных веществ, полученных при<br />
гидролизе паращитовидных желез крупного рогатого<br />
скота, очищенный путем осаждения активной фракции<br />
в изоэлектрической точке. Препарат применяют при различных<br />
формах тетании (судорожные припадки), астме<br />
и других заболеваниях.<br />
Из поджелудочной железы получают гормональные<br />
и ферментативные препараты. Для этого используют раз-<br />
100
мельченную поджелудочную железу. Содержание инсулина<br />
и его выход при переработке зависят от вида и возраста<br />
животного, времени года. Наибольшее количество<br />
инсулина получают из поджелудочной железы свиней.<br />
Инсулин - гормон белковой природы. В поджелудочной<br />
железе имеется целый комплекс активных протеолитических<br />
ферментов, которые быстро разрушают гормон.<br />
Чтобы предотвратить автолитический распад инсулина,<br />
поджелудочную железу перерабатывают в свежепарном<br />
или замороженном при низких температурах состояниях.<br />
Инсулин экстрагируют подкисленным спиртом, что<br />
также тормозит действие протеолитических ферментов<br />
поджелудочной железы.<br />
Из поджелудочной железы получают и ферментные<br />
препараты: медицинский панкреатин, применяемый<br />
при нарушении секреторной деятельности желудочнокишечного<br />
тракта, и технический панкреатин, используемый<br />
в кожевенной промышленности в качестве размягчителя<br />
кож. Для промышленного изготовления ферментных<br />
препаратов можно использовать остаток ткани<br />
поджелудочной железы после извлечения из нее гормонов,<br />
а также поджелудочные железы, подвергшиеся автолизу<br />
и потому непригодные для производства инсулина.<br />
Из надпочечников получают препараты адреналина.<br />
Гормон экстрагируют подкисленным спиртом из измельченных<br />
тканей железы, и препарат очищают от примесей.<br />
Адреналин легко окисляется в водных растворах при<br />
pH выше 5,0. Раствор при этом приобретает красный<br />
цвет. Окисление усиливается под влиянием солнечных<br />
лучей, поэтому при изъятии, очистке и хранении надпочечников<br />
необходимо избегать действия солнечных лучей,<br />
порезов и других нарушений целостности органа,<br />
чтобы не произошло окисления адреналина кислородом<br />
воздуха. Его применяют при понижении кровяного давления,<br />
кровотечениях и других заболеваниях.<br />
Из коркового слоя надпочечников убойных животных<br />
экстракцией органическими растворителями получают<br />
препарат кортин - смесь гормонов. Препараты кортина<br />
101
применяют при бронзовой болезни, заболеваниях глаз,<br />
кожи и др.<br />
Половые железы служат сырьем для выработки препаратов,<br />
используемых в качестве лечебных средств при<br />
заболеваниях, связанных с недостаточной функцией<br />
яичников и семенников. Препараты мужских половых<br />
гормонов получают из семенников половозрелого крупного<br />
и мелкого рогатого скота. Выделение эстрогенов<br />
(женских половых гормонов) из тканей желез затруднено,<br />
но половые гормоны обнаруживаются не только в половых<br />
железах, но и в некоторых других тканях, и особенно<br />
в жидкостях организма (моче, крови, желчи). Поэтому<br />
их получают из мочи. Наибольшее содержание эстрогенов<br />
обнаруживают в моче к концу беременности, в<br />
связи с чем для промышленного получения препаратов<br />
эстрогена используют мочу беременных кобыл.<br />
Препараты прогестерона получают из желтого тела<br />
самок всех видов убойных животных. Применяют для<br />
поддержания беременности.<br />
Гипофиз используют для получения ряда препаратов.<br />
Наиболее важна передняя доля гипофиза для выработки<br />
адренокортикотропного гормона (АКТГ). Содержание<br />
АКТГ в гипофизах животных различных видов неодинаково.<br />
В большом количестве он содержится в гипофизе<br />
свиней, меньше - в гипофизах мелкого и крупного рогатого<br />
скота и лошадей. Препараты АКТГ применяют для<br />
лечения ревматоидных заболеваний, бронхиальной астмы,<br />
некоторых болезней крови и кожного покрова.<br />
Из передней доли гипофиза получают также лактогенный<br />
гормон пролактин, применяемый для стимуляции<br />
лактации при недостатке молока у кормящих матерей.<br />
Из средней доли гипофиза получают гормон интермедии,<br />
который используют для лечения глазных болезней.<br />
Часто сырьем для этого препарата служит остаток<br />
измельченных гипофизов после извлечения АКТГ и пролактина.<br />
Из задней доли гипофиза убойных животных получают<br />
препарат питуитрин - очищенный экстракт, актив-<br />
102
^началомкоторогеявля^ся^и^кJe « o ^ ^<br />
Слизистая оболочка свиных желуд<br />
дства<br />
Из слизи стой желудка (сычугов жвачных) молодых<br />
животны х вы дел я ю т сычужный фермент - реннин или<br />
химозин. П ри промышленном получении препарата пепсина<br />
измельченную ткань слизистой оболочки желудка<br />
автолизируют в присутствии соляной кислоты при 42 С .<br />
В процессе автолиза под действием пепсина ткань слизистой<br />
оболочки растворяется, и пепсин переходит в раствор.<br />
Перешедший в раствор пепсин выделяют методом<br />
высаливания, отделяют от продуктов распада белков<br />
и высушивают.<br />
Ш Ш Ё Ш Ш Щ ДЛЯ свеРтывания моломеняют<br />
как лечебн ы й п пепапя еДИЦИНСКИЙ пепсин при-<br />
ного выделения ж е л у д о ч н о г о<br />
* а р у ш е н и и нормаль-<br />
тализнрует свертывание молт, & Препарат реннин наделай.<br />
е молока ииспользуется в сыро-
РАЗДЕЛ 2.<br />
СОСТАВ МЯСА И ЯИЦ. БИОХИМИЧЕСКИЕ<br />
ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В НИХ ПРИ<br />
ХРАНЕНИИ И ПЕРЕРАБОТКЕ<br />
Глава IX. СОСТАВ, СВОЙСТВА И ПИЩЕВАЯ<br />
ЦЕННОСТЬ МЯСА<br />
Мясо является важнейшим продуктом питания человека.<br />
В собственном смысле слова мясом называют комплекс<br />
тканей животного, в состав которого входят мышечная,<br />
соединительная и жировая ткани. Кроме того, в мясе<br />
всегда присутствует небольшое количество нервной ткани<br />
(в виде периферийных нервов). При производстве<br />
мясных продуктов —консервов, колбас и т.д. —используют<br />
в основном скелетную мускулатуру животного. При<br />
направлении мяса в торговую сеть под термином «мясо»<br />
понимают комплекс, состоящий из мышечной, жировой,<br />
собственно соединительной, хрящевой и костной тканей.<br />
Соотношение перечисленных тканей колеблется и зависит<br />
от вида скота, породы, пола, возраста животного, его<br />
упитанности и также анатомического происхождения<br />
мяса.<br />
Преобладающей в мясной туше является мышечная<br />
ткань. С повышением упитанности увеличивается количество<br />
жировой ткани. Количество соединительной<br />
и костной тканей увеличивается с возрастом животного.<br />
У взрослого скота соединительная ткань более плотная,<br />
чем у молодых, так как с возрастом начинается интенсивный<br />
рост коллагеновых и эластиновых волокон. В свиных<br />
тушах соединительная ткань более мягкая, чем в говяжьих<br />
и бараньих.<br />
104
Пищевая ценность мяса зависит от соотношения тканей,<br />
входящих в его состав, которое при изготовлении<br />
мясопродуктов может быть искусственно изменено.<br />
Мышечная ткань обладает наибольшей питательной ценностью<br />
и высокими вкусовыми достоинствами. Жировая<br />
ткань делает мясо высококалорийным продуктом. Чем<br />
больше в мясе соединительной ткани, тем меньше его<br />
пищевая ценность и больше жесткость. Вместе с тем соединительная<br />
ткань улучшает пищеварение. Так, колбасные<br />
изделия, содержащие соединительную ткань,<br />
усваиваются лучше, чем изделия, состоящие только из<br />
мышечной ткани.<br />
9.1. Химический состав и пищевая ценность<br />
компонентов мяса<br />
Химический состав мяса зависит от вида, упитанности,<br />
возраста скота, анатомического расположения и многих<br />
других факторов. Так, в мясе молодых животных<br />
много воды и мало жира. С возрастом количество жира<br />
увеличивается, а влага уменьшается. Мясо гусей и уток<br />
содержит много жира, мясо кур и индеек - больше белковых<br />
веществ. Состав мяса различных животных представлен<br />
в табл 5.<br />
Состав мяса<br />
Таблица 5<br />
j Компонент Содержание (%) в<br />
говядине телятине свинине баранине ]<br />
|Белки 16,2*29,5 19,1-19,4 13.5-16,4 12,8-18,6<br />
.Вода 55-69 68-70 49-58 48-56<br />
Жир 11-28 5-12 25-37 16-37<br />
|Минеральные<br />
вещества 0,8-1,0 1,0-1,3 0,7-0,9 0,80,9<br />
Белки. Мясо и мясопродукты характеризуются высоким<br />
содержанием белка, но общее содержание белков<br />
мяса недостаточно характеризует его пищевую ценность,<br />
105
так как, наряду с полноценными белками (миозин, глобулин<br />
X и др.), в мясе присутствуют и неполноценные<br />
белки (коллаген, эластин). Чем больше в мясе полноценных<br />
белков, тем выше его пищевая ценность. Вместе с тем<br />
и белки невысокой пищевой ценности все же играют большую<br />
роль. Аминокислоты, освобождающиеся из неполноценных<br />
белков, в процессе пищеварения дополняют<br />
аминокислотные смеси, образующиеся из других белков.<br />
В целом белки мяса содержат все незаменимые аминокислоты<br />
в значительных количествах и почти не уступают<br />
белкам яйца и молока, характеризующимся высокой<br />
биологической ценностью. Содержание незаменимых<br />
и полунезаменимых аминокислот в мясе различных<br />
животных представлено в табл. 6 (для сравнения дан аминокислотный<br />
состав яйца и цельного молока).<br />
Животные белки усваиваются человеком полнее, чем<br />
растительные. Так, для покрытия минимальных потребностей<br />
в белках человеку требуется белков мяса вдвое<br />
меньше, чем растительных. Белки мяса усваиваются на<br />
96-98%.<br />
Липиды. С мясом в пищевой рацион вносится значительное<br />
количество жира. В мясе содержится 21-37%<br />
жира. Липиды входят в состав мяса в виде внутриклеточного<br />
жира - мельчайших капелек в клеточной плазме,<br />
межклеточного жира - скоплений между мышечными<br />
волокнами в соединительной ткани в виде прожилок,<br />
образуя «мраморность» мяса, и в межмускульной жировой<br />
ткани и подкожной клетчатке - мясного жира. Биологическая<br />
ценность жиров зависит от содержания в них<br />
незаменимых (полиненасыщенных) жирных кислот (линолевой,<br />
линоленовой, арахидоновой). Однако в животных<br />
жирах их содержится мало, больше их в растительных<br />
маслах. Среди животных жиров незаменимых жирных<br />
кислот больше в свином жире.<br />
Пищевые жиры мало отличаются по калорийности<br />
друг от друга. Однако не все жиры усваиваются одинаково<br />
ввиду их разных состава и свойств. Свиной жир лучше<br />
усваивается, чем говяжий и бараний; усвояемость сви-<br />
106
ного жира составляет 96- 98%, говяжьего - 76-94%, бараньего<br />
- 80-90%.<br />
Из липидов в мясе присутствуют фосфолипиды, холестерин<br />
и холестериды. Наиболее богата фосфолипидами<br />
баранина.<br />
Витамины. Мясо - один из основных источников витаминов<br />
группы В. Витамин С в мясе практически отсутствует.<br />
Жирорастворимые витамины А, О и частично<br />
Е содержатся в мясе в относительно небольших количествах<br />
по сравнению с потребностью человека в них. Чем<br />
больше в мясе жира, тем больше жирорастворимых витаминов<br />
и меньше водорастворимых.<br />
Минеральные вещества. В мясе содержится значительное<br />
количество минеральных веществ, особенно много<br />
фосфора и железа. Исходя из потребностей человека<br />
в минеральных элементах, мясо можно считать одним из<br />
основных источников фосфора. С мясом в организм человека<br />
попадают микроэлементы: медь, марганец, цинк,<br />
алюминий и др.<br />
Экстрактивные вещества. В мясе содержится около<br />
1% безазотистых экстрактивных веществ. Количество<br />
азотистых экстрактивных веществ составляет примерно<br />
11% всех азотсодержащих веществ мышечной ткани<br />
крупного рогатого скота. Экстрактивные вещества и продукты<br />
их превращений участвуют в создании специфического<br />
вкуса и аромата мяса.<br />
Углеводы. Содержание углеводов в мясе незначительно<br />
по сравнению с их нормой в рационе человека, поэтому<br />
мясо не может служить источником углеводов в питании.<br />
0.2. Водосвязывающая способность мяса<br />
Водосвязывающая способность определяет свойства<br />
мяса на различных стадиях его технологической обработки<br />
и влияет на водоудерживающую способность вырабатываемых<br />
из него различных готовых мясопродук-<br />
107
тов, на их качество и выход. Поскольку преобладающими<br />
компонентами мяса являются мышечная и соединительная<br />
ткани, их водосвязывающая способность имеет<br />
наибольшее практическое значение.<br />
Водосвязывающая способность мяса в первую очередь<br />
зависит от состояния белков, жиры лишь в незначительной<br />
степени способны удерживать влагу.<br />
Основная часть воды мышечной ткани (около 90% ) содержится<br />
в волокнах: больше ее находится в составе миофибрилл,<br />
меньше - в саркоплазме. Поэтому водосвязывающая<br />
способность мышечной ткани в первую очередь зависит<br />
от свойств и состояния белков миофибрилл (актина,<br />
миозина и актомиозина). В составе соединительной ткани<br />
воды меньше, в основном она связана с коллагеном.<br />
Формы и прочность связи воды с мясом различны. Существует<br />
адсорбционно-связанная, осмотически-связанная<br />
и капиллярно-связанная влага.<br />
Адсорбционная влага - это часть воды, которая удерживается<br />
в мясе за счет сил адсорбции, главным образом<br />
белками. Диполи воды фиксируются гидрофильными<br />
центрами белков.<br />
Число заряженных групп белка, в зависимости от условий,<br />
в которых он находится, может меняться вплоть<br />
до нуля (в изоэлектрической точке). Водосвязывающая<br />
способность белков тем выше, чем больше интервал между<br />
величиной pH среды и изоэлектрической точкой,<br />
т.е. чем больше групп СООН и N H 2будут ионизированы<br />
и окажутся заряженными. Так, если животное перед убоем<br />
было подвергнуто воздействию стресса, например, при<br />
перевозке, то автолитические, гликолитические процессы<br />
в мясе животных усиливаются, и pH резко сдвигается<br />
в кислую сторону, т.е. приближается к изоэлектрической<br />
точке. Такое мясо теряет много сока, а также обладает<br />
пониженной гидратацией. Туша становится особенно<br />
водянистой при pH 5,2-5,5. Число неионизированных полярных<br />
групп обычно остается неизменным, благодаря<br />
чему сохраняется способность белка связывать некоторое<br />
количество воды и в изоэлектрической точке.<br />
108
Число групп, фиксирующих влагу за счет адсорбции,<br />
зависит и от взаимодействия белков друг с другом, так<br />
как при этом происходят взаимная блокировка групп<br />
и уменьшение адсорбции. Такое взаимодействие происходит,<br />
например, при автолизе в процессе развития посмертного<br />
окоченения, что связано с образованием актомиозина<br />
из актина и миозина.<br />
Важное значение имеет концентрация электролитов,<br />
так как от нее зависит степень ионизации белков. Следовательно,<br />
помимо природных свойств белков, на количество<br />
удерживаемой ими адсорбционной влаги влияют те<br />
факторы, которые изменяют число гидрофильных групп<br />
белка: интервал среды и изо-электрическая точка, свойства<br />
и концентрация электролитов, взаимодействие белков<br />
друг с другом в силу особых условий. Известное значение<br />
имеет температура (ниже температуры денатурации),<br />
с повышением которой усиливается разбрасывающее<br />
тепловое движение диполей воды и уменьшается<br />
общая толщина адсорбционного слоя.<br />
Осмотическая влага удерживается в неразрушенных<br />
клетках за счет разности осмотического давления по обе<br />
стороны клеточных оболочек (полупроницаемых мембран)<br />
и внутриклеточных мембран. В межклеточных пространствах,<br />
так же как и в тканях с неклеточной структурой,<br />
роль полупроницаемой перегородки выполняет<br />
структура каркаса белковых гелей, в ячейках которого<br />
удерживается вода. Кроме того, более высокое осмотическое<br />
давление и увеличение количества осмотически<br />
связанной воды возникают в результате концентрирования<br />
ионов электролитов вблизи полярных групп белка.<br />
Осмотическая влага удерживается структурой мяса<br />
тем больше, чем больше остаются неразрушенными полупроницаемые<br />
мембраны или структурные образования,<br />
выполняющие их роль. Она частично выходит из<br />
мяса при погружении его в раствор с более высоким осмотическим<br />
давлением (посол), при тепловой денатурации<br />
белков. Количество осмотической влаги влияет<br />
на упругие свойства тканей.<br />
109
Капиллярная влага заполняет поры и капилляры мяса<br />
и фарша. Количество капиллярной влаги зависит от степени<br />
развития капиллярной сети в структуре материала.<br />
В мясе роль капилляров выполняют кровеносные<br />
и лимфатические сосуды. Капиллярная влага влияет на<br />
объем и сочность продукта. Чем больше величина капиллярного<br />
давления, тем прочнее капиллярная влага связана<br />
с материалом. Капиллярное давление, в свою очередь,<br />
определяется размером капилляров. Чем меньше<br />
диаметр капилляра (микрокапилляра), тем больше капиллярное<br />
давление и тем прочнее удерживается вода.<br />
Даже в границах одной формы связи ее прочность<br />
и влияние на свойства тканей неодинаковы.<br />
В технологической практике влагу по форме ее связи<br />
с мясом часто разделяют упрощенно на прочно связанную,<br />
слабосвязанную полезную и слабосвязанную избыточную.<br />
К влаге, прочно связанной с продуктом, относят<br />
в основном адсорбционную влагу, влагу микрокапилляров,<br />
а также часть осмотической влаги. Слабосвязанная<br />
полезная влага размягчает (пластифицирует) продукт,<br />
создавая благоприятную консистенцию, способствует<br />
усвоению пищи. Слабосвязанная избыточная влага - это<br />
та ее часть, которая может отделяться в процессе технологической<br />
обработки в виде бульона при варке колбас,<br />
при размораживании - в составе мясного сока. При изготовлении<br />
колбас прочно связанная влага должна составлять<br />
примерно 1/3 всей жидкости. В этом случае продукт<br />
имеет хорошую консистенцию и выход. В случае<br />
изготовления колбасы, например, из длительно хранившегося<br />
мороженого мяса, часть влаги оказывается в виде<br />
слабосвязанной избыточной. В этом случае консистенция<br />
продукта будет хуже, имеет место отделение бульона<br />
и выход продукта меньше. Если прочно связанная влага<br />
составляет более 1/3, то продукт получается чрезвычайно<br />
твердым.<br />
Чем больше прочно связанной влаги, тем меньше испарение.<br />
Так, при обжарке колбас потери за счет испарения<br />
могут составлять от 7 до 8 % . При сушке надо, чтобы<br />
110
прочно связанной влаги было меньше. Влиять на количество<br />
разных форм влаги можно, изменяя условия, в частности,<br />
pH и изоэлектрическую точку.<br />
9.3. Характеристика мяса по аромату и вкусу<br />
В образовании аромата и вкуса участвуют многие<br />
компоненты, которые содержатся в пищевых продуктах<br />
в крайне небольших количествах. Например, диацетилкетон,<br />
образующийся при ветчинном посоле, обнаруживается<br />
при разведении 1 части на 40 млн. частей<br />
воды. Ароматические вещества высокоспецифичны;<br />
даже самое малое изменение в их соотношении или строении<br />
приводит к значительным количественным и качественным<br />
изменениям аромата. Вещества, ответственные<br />
за вкус и аромат, имеют низкомолекулярную природу<br />
и являются экстрактивными веществами. Они легко подаются<br />
окислению, термически неустойчивы и резко<br />
меняют свои свойства при тепловой обработке.<br />
Основные категории вкуса - кислый, соленый, сладкий,<br />
горький - создаются в мясе определенными веществами;<br />
кислый - в основном молочной, фосфорной и пировиноградной<br />
кислотами; соленый - солями этих же кислот<br />
и хлоридами; горький - некоторыми свободными<br />
аминокислотами и азотистыми экстрактивными веществами;<br />
сладкий - глюкозой, рибозой и триозами.<br />
Важнейшими компонентами аромата мяса считаются<br />
серосодержащие и азотсодержащие летучие вещества, но<br />
особое место отводится карбонильным соединениям.<br />
В образовании аромата мясопродуктов и мясного бульона<br />
принимают участие монокарбоновые летучие кислоты,<br />
образующиеся из липидов.<br />
Свежее мясо имеет незначительный специфический<br />
запах и слегка сладковатый, слабосоленый вкус. Мясо<br />
разных видов животных и птиц, кроме вкуса, специфического<br />
для данного вида, обладает определенным привкусом,<br />
зависящим от корма. Запах мяса взрослых жи-<br />
111
вотных более сильный, чем мяса молодых той же породы.<br />
Несколько различен запах мяса зрелых животных<br />
разного пола.<br />
9.4. Окраска свежего мяса<br />
Окраска свежего мяса на 90% обусловлена миоглобином<br />
и оксимиоглобином и только 10% приходится на<br />
долю гемоглобина и оксигемоглобина. Красная окраска<br />
поверхности свежего мяса на глубину до 4 см зависит от<br />
наличия оксимиоглобина. В более глубоких слоях мясо<br />
темнее из-за наличия миоглобина. Окраска мяса при длительном<br />
хранении становится более темной на поверхности<br />
за счет образования метмиоглобина. На изменение<br />
цвета свежего мяса влияют многие факторы: парциальное<br />
давление кислорода, величина pH (чем ниже pH, тем<br />
больше образуется метмиоглобина), обсемененность бактериями<br />
(при сильной обсемененности происходит усиленное<br />
образование метмиоглобина из миоглобина и оксимиоглобина,<br />
а бактерии, выделяющие H2S, вызывают<br />
образование сульфомиоглобина зеленого цвета).<br />
9.5. Особенности мяса домашней птицы<br />
Мясо птиц является ценным пищевым продуктом.<br />
Общий химический состав съедобной части мяса птицы<br />
представлен в табл. 6.<br />
Мясо птицы обладает рядом особенностей, отличающих<br />
его от других видов мяса. По сравнению с мясом убойных<br />
животных в мясе птиц относительно слабо развита<br />
соединительная ткань. Внутримышечная соединительная<br />
ткань птиц представлена лишь тонкими пленками,<br />
окружающими пучки мышечных волокон. Небольшие<br />
соединительнотканные образования связывают мышечные<br />
волокна в пучки и мышцы. В связи с этим мясо птицы<br />
содержит больше полноценных и легкоусвояемых<br />
112
белков по сравнению с мясом убойных животных. Причем<br />
незаменимые аминокислоты входят в состав белков<br />
мяса птицы в оптимальных соотношениях. Неполноценных<br />
и плохо усвояемых белков в мясе птицы содержится<br />
относительно меньше, чем в говядине и свинине. Наряду<br />
с этим коллаген и эластин внутримышечной соединительной<br />
ткани мяса птиц быстрее образуют растворимые<br />
продукты распада при кулинарной обработке.<br />
Окраска различных мышц у птиц неодинакова; она<br />
изменяется от светло-розовой (белое мясо) до темно-красной<br />
(красное мясо) в зависимости от содержания в них<br />
гемопротеинов (миоглобина и гемоглобина).<br />
Таблица 6<br />
Химический состав мяса птицы (% )<br />
Мясо Содержание в тушке, %<br />
белков воды жиров золы I<br />
Гусиное 16,5 53,4 29,0 1,1<br />
Индейки 24,5 65,8 8,5 1,2<br />
Куриное 20,0 73,9 7,0 1,1<br />
Утиное 15,8 58,6 26,8 0,8<br />
Химический состав белого и красного мяса различен:<br />
в белом мясе больше полноценных белков, чем в красном.<br />
Белое мясо легче переваривается в желудочно-кишечном<br />
тракте, поскольку оно меньше содержит соединительной<br />
ткани.<br />
В мясе птицы отложение жира в мышечной ткани<br />
(внутримышечный жир) меньше, чем у говядины или<br />
баранины. Жир птиц характеризуется невысокой температурой<br />
плавления, что связано с высоким содержанием<br />
в нем триглицеридов с ненасыщенными жирными<br />
кислотами. Это обусловливает более легкое его усвоение.<br />
В мясе птиц содержится относительно большое количество<br />
азотистых экстрактивных веществ. Так, содержание<br />
креатина в белом мясе кур составляет 1100% мг,<br />
у говядины - 300% мг; карнозина - соответственно 430<br />
и 265% мг; ансерина - 770 и 200% мг.<br />
8-0213 113
Мясо птиц обладает приятным запахом и вкусом. Оно<br />
отличается наличием большого количества ароматообразующих<br />
компонентов в специфическом соотношении,<br />
многие из которых возникают при тепловой обработке.<br />
В создании аромата и вкуса, наряду с водорастворимыми<br />
компонентами, принимают участие и летучие жирорастворимые<br />
соединения, возникающие главным образом<br />
из продуктов.
Глава X. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ<br />
СОЗРЕВАНИЯ МЯСА<br />
В мясе происходят ферментативные изменения всегда<br />
в одном направлении - в направлении распада. В первую<br />
очередь, речь идет о процессах автолиза, начинающихся<br />
после убоя животного. Изменения мяса, обусловленные<br />
автолитическими процессами, встречаются в технологии<br />
мяса при самых разнообразных способах его обработки,<br />
например, при охлаждении и хранении охлажденного<br />
мяса, замораживании, холодильном хранении,<br />
размораживании, посоле, измельчении и т.д. Характер<br />
и глубина автолитических изменений мяса влияют на его<br />
качество и пищевую ценность.<br />
10.1 Общая характеристика процесса созревания<br />
Созревание мяса —это совокупность изменений важнейших<br />
свойств мяса, обусловленных развитием автолиза,<br />
в результате которых мясо приобретает нежную консистенцию<br />
и сочность, хорошо выраженный специфический<br />
аромат и вкус. Такое мясо лучше переваривается и<br />
усваивается. Мясо приходит в состояние зрелости в результате<br />
выдерживания его в течение определенного времени<br />
при низких положительных температурах. Первые обширные<br />
исследования в области созревания мяса, создание<br />
теории созревания, обоснование практического значения<br />
этого вопроса принадлежит И.А. Смородинцеву.<br />
В посмертных автолитических изменениях мяса можно<br />
выделить три периода и соответственно три состояния<br />
мяса: парное, мясо в состоянии максимального развития<br />
посмертного окоченения и мясо созревшее.<br />
115
Мясо в парном состоянии —это мясо непосредственно<br />
после убоя и разделки (до 0,5 ч - для мяса птицы и 2-4 ч -<br />
для говядины). В таком мясе мышечная ткань расслаблена.<br />
Мясо характеризуется мягкой консистенцией, сравнительно<br />
небольшой механической прочностью, высокой<br />
влагосвязывающей и влагоудерживающей способностью.<br />
Однако вкус и аромат такого мяса выражены недостаточно.<br />
Примерно через 3 ч после убоя начинается развитие<br />
посмертного окоченения. По мере развития этого процесса<br />
мясо теряет свою эластичность и становится жестким,<br />
трудно поддается механической обработке (обвалке, резанию,<br />
жиловке). Такое мясо сохраняет повышенную жесткость<br />
и после варки. Максимум изменения прочностных<br />
свойств мяса совпадает с максимальным окоченением.<br />
В процессе окоченения уменьшается его влагосвязывающая<br />
способность, достигая минимума к моменту наиболее<br />
полного развития окоченения. Аромат и вкус мяса<br />
в состоянии окоченения плохо выражены. Полное окоченение<br />
наступает в разные сроки в зависимости от особенностей<br />
животного и окружающей среды.<br />
Практически для говядины при 0 С максимум окоченения<br />
достигается к 24-28 ч.<br />
По истечении этого времени начинается разрешение<br />
окоченения: мускулатура расслабляется, уменьшаются<br />
прочностные свойства мяса, увеличивается его влагосвязывающая<br />
способность. Однако такие его кулинарные<br />
показатели, как нежность, сочность, вкус, аромат и усвояемость,<br />
еще не достигают своей оптимальной величины<br />
и выявляются при дальнейшем развитии автолитических<br />
процессов в следующие сроки: для говядины при<br />
0-10 °С - 12 сут., 8-10 °С - 5-6 сут., 16-18 °С - 3 сут.<br />
В технологической практике нет установленных показателей<br />
полной зрелости мяса, а следовательно, и точных<br />
сроков созревания. Это объясняется прежде всего<br />
тем, что важнейшие свойства мяса при созревании изменяются<br />
неодновременно. Так, жесткость наиболее заметно<br />
уменьшается за 5-7 сут. после убоя (при 0-4 °С) и в последующем,<br />
хотя и медленно, но продолжает уменыпать-<br />
116
ся. Органолептические показатели достигают оптимума<br />
на 10-14-е сутки. В дальнейшем улучшение аромата<br />
и вкуса не наблюдается. Тому или иному способу использования<br />
мяса должен соответствовать определенный<br />
и наиболее благоприятный уровень развития автолитических<br />
изменений тканей. О пригодности мяса для<br />
определенных целей судят по свойствам и показателям,<br />
имеющим для данной конкретной цели решающее значение.<br />
Если характер переработки не исключает развития автолитических<br />
процессов на ее первых этапах (посол, производство<br />
колбасных изделий), то можно использовать<br />
не вполне зрелое мясо. Хотя вкус и аромат парного мяса<br />
далеки от оптимальных, оно наиболее пригодно для выработки<br />
вареных колбас, так как обладает высокой влагосвязывающей<br />
способностью и относительно небольшой<br />
механической прочностью •. В процессе производства колбас<br />
продолжают развиваться процессы созревания и проявляются<br />
вкус и аромат.<br />
Если характер переработки исключает развитие автолитических<br />
процессов уже на первых ее стадиях, например,<br />
нагревание, то нельзя использовать незрелое мясо.<br />
Так, не допускается использование парного мяса для<br />
выработки консервов, полуфабрикатов, фасованного<br />
мяса. Мясо в стадии посмертного окоченения для технологических<br />
и кулинарных целей непригодно.<br />
Выше описаны изменения свойств мяса (консистенция,<br />
водосвязывающая способность, вкус и аромат) при созревании.<br />
Далее рассмотрим причины этих изменений.<br />
10.2. Изменение консистенции мяса<br />
При созревании увеличивается нежность мяса. Нежность<br />
- это органолептический показатель тех усилий,<br />
которые затрачиваются на разрушение продукта при разжевывании.<br />
Кроме прочностных свойств продукта, на<br />
нежность оказывают влияние его сочность, величина<br />
117
неразжеванного остатка. Количество последнего зависит<br />
от содержания и прочности соединительной ткани в продукте.<br />
Важным является и способность продукта вызывать<br />
отделение слюны, что зависит от вкуса и аромата.<br />
Мягкость парного мяса объясняется следующим. В начальный<br />
период автолиза еще проявляется размягчающее<br />
(пластифицирующее) действие АТФ, количество<br />
которой в первые часы после убоя остается на постоянном<br />
уровне. Значительного подкисления среды еще не<br />
происходит. Кальций находится в связанном состоянии<br />
в саркоплазме; актин не связан с миозином. Волокна находятся<br />
в расслабленном эластическом состоянии.<br />
На стадии парного мяса еще нет интенсивного накопления<br />
продуктов распада веществ небелковой природы и<br />
их взаимодействия с белками, вызывающих конформационные<br />
изменения и агрегаточные взаимодействия последних,<br />
способствую щ их увеличению прочностных<br />
свойств мяса.<br />
Развитие посмертного окоченения приводит к уплотнению<br />
мяса и увеличению его жесткости. Это связано<br />
с распадом АТФ, подкислением среды, переходом<br />
ионов кальция из связанного состояния в свободное, взаимодействием<br />
актина с миозином и сокращением волокон.<br />
Сокращенное состояние волокон, удерживаемых образующимися<br />
поперечными связями актина и миозина,<br />
является одной из причин механической прочности мяса<br />
в стадии посмертного окоченения.<br />
Вследствие накопления продуктов небелковой природы<br />
и других факторов происходят конформационные изменения<br />
белков и их агрегационные взаимодействия, также<br />
способствующие увеличению прочностных свойств.<br />
По мере разрешения посмертного окоченения снижаются<br />
прочностные свойства мяса. В незначительной мере<br />
оно связано с расслаблением небольшой части мышечных<br />
волокон. Однако признаки их сокращенного состояния обнаруживаются<br />
даже на 10-е сутки выдержки мяса и 4 °С.<br />
Размягчение тканей и увеличение нежности мяса<br />
в период созревания в значительной мере связаны с ос-<br />
118
лаблением агрегационных взаимодействий белков и протеолитическим<br />
их распадом под действием тканевых<br />
протеолитических ферментов - катепсинов. Катепсинат -<br />
это смесь гидролаз, близких к пепсину, трипсину, амино-<br />
и карбоксипептидазам. Оптимум их действия лежит<br />
при pH 4,0-5,0. Катепсинаты заключены в лизосомах,<br />
поэтому в начальный период посмертных изменений они<br />
проявляют слабую активность. По мере распада оболочек<br />
лизосом катепсины выходят из ограничивающих их<br />
структур в цитоплазмы, в результате чего и нарастает свободная<br />
протеолитическая активность.<br />
Усиление протеолитической активности в процессе<br />
гидролиза связано и с изменением кислотности среды.<br />
Оптимум активности протеиназ мышечной ткани, как<br />
отмечалось выше, находится в кислой среде. Замедленный<br />
темп протеолитических процессов на начальных<br />
стадиях автолиза частично объясняется высоким pH.<br />
В процессе созревания подкисляется среда и увеличивается<br />
протеолитическая активность. Под воздействием катепсинов<br />
наиболее заметно изменяются белки саркоплазмы.<br />
Наряду с этим ограниченному протеолизу подвергаются<br />
и миофибриллярные белки. Расщепление хотя бы<br />
небольшого количества пептидных связей в этих белках<br />
уже достаточно для разрыхления их структур и увеличения<br />
нежности мышечной ткани.<br />
Изменения жесткости мяса в ходе автолиза связаны<br />
также с изменением белков соединительной ткани. Под<br />
воздействием гидролитических ферментов, высвобождающихся-<br />
из лизосом, образуются растворимые продукты<br />
распада коллагена, повышается растворимость основного<br />
вещества соединительной ткани, и коллаген легче разваривается.<br />
Воздействие кислот, образующихся в процессе<br />
созревания мяса, очевидно, приводит к некоторому разрыхлению<br />
коллагеновых пучков, ослаблению межмолекулярных<br />
поперечных связей и набуханию коллагена, что<br />
также способствует получению более нежного мяса.<br />
При равных условиях созревания нежность различных<br />
отрубов мяса одной и той же туши животного оказывается<br />
119
различной. Нежность мяса, содержащего много соединительной<br />
ткани, относительно невелика. Такое мясо требует<br />
более длительного созревания. Например, белые мышцы<br />
кур созревают быстрее красны х, так как содержат<br />
в 2 раза меньше соединительнотканных белков, чем красные.<br />
При созревании мясо молодых животных и птиц становится<br />
нежным быстрее, чем старых. Это вызвано тем,<br />
что у первых процессы прижизненного обмена весьма интенсивны,<br />
концентрация гидролитических ферментов<br />
более высока, чем у старых. Поэтому в мясе молодых ж и<br />
вотных и птиц интенсивны протеолитические превращения<br />
миофибриллярных и соединительнотканных белков,<br />
что обусловливает повышение нежности мяса в более ранние<br />
сроки. Например, необходимая нежная консистенция<br />
при 0-2 °С достигается у мяса взрослых животных<br />
крупного рогатого скота к исходу 10-12 суток созревания,<br />
а у мяса молодняка - через 3-4 суток. При этих же<br />
условиях для получения нежной консистенции мяса<br />
взрослых гусей необходимо 6 суток созревания, а для<br />
мяса гусят - 2 суток.<br />
10.3. Изменение влагосвязывающей способности<br />
мяса в процессе созревания<br />
Наибольшей влагоемкостью и способностью удерживать<br />
воду обладает мясо в парном состоянии pH нативного мяса<br />
7,2. В начале автолиза pH парного мяса относительно высок<br />
и близок к нативному (6,6-7,0). Такое незначительное<br />
снижение pH в первые часы после убоя обусловлено медленным<br />
накоплением молочной кислоты и противодействием<br />
буферных систем тканей изменению pH.<br />
Интервал между pH среды и изоэлектрической точкой<br />
белков мяса достаточно велик. Белки мяса находятся<br />
в ионизированном состоянии и обладают высокой водосвязывающей<br />
способностью.<br />
В начальной стадии автолиза, когда количество АТФ<br />
еще остается на постоянном уровне, актин не связан с мио<br />
120
зином. Число свободных гидрофильных групп в белках<br />
достаточно велико и гидратация белков высокая. Напомним,<br />
что взаимодействие белков друг с другом ведет к взаимным<br />
блокировкам функциональных групп и уменьшению<br />
влагосвязывающей способности. Высокая влагосвязывающая<br />
способность парного мяса имеет большое<br />
значение в производстве вареных колбасных изделий,<br />
так как от нее зависят сочность, консистенция и выход<br />
готовых изделий.<br />
По мере развития окоченения влагосвязываюшая способность<br />
мяса уменьшается, достигая своего минимума<br />
к моменту наиболее полного развития окоченения. В результате<br />
накопления кислых продуктов (молочной, пировиноград<br />
ной, ортофосфорной кислот), разрушения<br />
дикарбонатного буфера и уменьшения буферной способности<br />
белков pH мяса резко сдвигается в КИСЛУЮ зону<br />
до 5,6-5,2. Интервал между pH среды и изоэлектрической<br />
точкой белков мяса уменьшается, вследствие чего<br />
уменьшаются число ионизированных групп и водосвязывающая<br />
способность белков. Большая часть белков вообще<br />
переходит в изоэлектрическое состояние, что способствует<br />
агрегации белков и уменьшению влагосвязывающей<br />
способности мяса.<br />
Образование актомиозина из актина и миозина в процессе<br />
развития посмертного окоченения сопровождается<br />
резким уменьшением гидратации белков миофибрилл.<br />
Вследствие сжатия актомиозина выжимается часть<br />
воды из мышц. Вначале сухая и упругая, находящаяся<br />
в состоянии сильного набухания, мышца становится<br />
влажной, а в высшей точке посмертного окоченения начинает<br />
выделять максимальное количество воды.<br />
С началом разрешения окоченения постепенно повышается<br />
водосвязывающая способность мяса. Как следствие<br />
ферментативных гидролитических превращений<br />
и как результат физико-химических и коллоидно-химических<br />
изменений белков, разрушаются структурные<br />
элементы мышечного волокна. «Разрыхление* белковых<br />
121
структур и увеличение числа свободных гидрофильных<br />
групп вызывают повышение водосвязывающей способности<br />
мяса. Интенсивность нарастания ос наибольшая<br />
в первые сутки после максимума окоченения. В дальнейшем<br />
она возрастает медленнее, но и при длительном созревании<br />
не достигает уровня, характерного для парного<br />
мяса, вследствие того, что pH среды остается на сравнительно<br />
низком уровне.<br />
10.4. Накопление веществ, обусловливающих<br />
аромат и вкус<br />
Свежее мясо имеет незначительные специфические<br />
вкус и аромат. В процессе созревания в результате автолитических<br />
превращений белков, липидов, углеводов<br />
и других составных частей мяса образуются низкомолекулярные<br />
вещества, участвующие в образовании аромата<br />
и вкуса мяса. Однако отчетливо выраженные вкус и<br />
аромат мяса появляются лишь после его тепловой обработки.<br />
Отсюда следует, что в процессе автолиза в мясе<br />
образуются и накапливаются не носители, а потенциальные<br />
«предшественники» аромата и вкуса, формирующиеся<br />
при кулинарной обработке.<br />
Слабовыраженные вкус и аромат парного мяса и мяса<br />
в стадии посмертного окоченения объясняются тем, что<br />
на этих этапах автолиза еще не накопилось достаточного<br />
количества веществ, участвующих в образовании вкуса<br />
и аромата мяса при его кулинарной обработке.<br />
Аромат и вкус становятся ясно ощутимыми через 2-4 сут.<br />
после убоя при низких положительных температурах.<br />
Спустя 5 сут. они выражены хорошо. Наибольшей интенсивности<br />
аромат и вкус достигают на 10-14-е сутки. При<br />
температурах выше 20 °С оптимальные органолептические<br />
характеристики наблюдаются уже через 2-3 сут.<br />
Предшественниками аромата и вкуса являются аминокислоты<br />
и их амиды: гистидин, глутаминовая и аспарагиновая<br />
кислоты, глутамин, глицин, треонин, фени-<br />
122
лаланин, леицин, а такж е другие аминокислоты, хотя<br />
и в меньшей степени. Эти вещества образуются и накапливаются<br />
в процессе автолиза при распаде белков и пептидов,<br />
в частности, таких природных пептидов, как глюкотатион,<br />
карнозип, ансерин и др.<br />
В процессе автолиза в мясе увеличивается содержание<br />
моносахаридов. Накопление глюкозы связано с изменениями<br />
в углеводной системе. Галактоза появляется в результате<br />
распада цереброзидов. Пентозы являю тся одним<br />
из конечны х продуктов распада нуклеиновы х кислот<br />
и нуклеотидов, содержащ ихся в мясе. Примером может<br />
служить цепь реакций распада АТФ (рис. 10.1):<br />
ОН ОН<br />
Аденозинмонафосфащ (АМФ)<br />
он<br />
ОН<br />
Н'^^Н<br />
ОН ОН<br />
СН, - О - Р - о<br />
он<br />
он он<br />
он<br />
СН, -О -Р -о<br />
он<br />
И нозинмонофосфат (ИМФ)<br />
L ш PsCHjOH<br />
он он<br />
ИМФ<br />
Циножш<br />
он<br />
1 ОН<br />
9Н
Накопление аммиачного азота в процессе автолиза<br />
обусловлено в основном процессами дезаминирования<br />
адениловой кислоты и глутамина.<br />
10.5. Интенсификация созревания<br />
Мясо разных животных и различные участки туши<br />
имеют различные прочностные свойства. Многие отрубы<br />
говядины отличаются повышенным содержанием соединительной<br />
ткани, что обусловливает жесткость мяса<br />
и его медленное созревание.<br />
Для того чтобы ускорить получение нежной консистенции<br />
говядины, применяют протеолитические ферментные<br />
препараты животного, растительного и микробиального<br />
происхождения, подобранные таким образом,<br />
чтобы в основном изменять соединительную ткань. Это<br />
дает возможность использовать более низкие сорта мяса<br />
для изготовления кулинарных полуфабрикатов.<br />
Из ферментов животного происхождения можно использовать<br />
трипсин. Однако он не нашел практического<br />
применения вследствие его преимущественного воздействия<br />
на мышечные белки.<br />
Практическое использование получили ферменты растительного<br />
происхождения, в частности, папаин (экстракт<br />
из листьев дынного дерева) и фицин (из фигового<br />
дерева). Они обладают коллагеназной и эластазной активностью<br />
и, следовательно, способны влиять на структуру<br />
соединительной ткани, действуют также и на белки<br />
мышечных волокон, в частности, на актом иозин.<br />
Микробиальные ферментные препараты получают из<br />
непатогенных микробов или плесневых грибков. Большинство<br />
ферментных препаратов микробиального происхождения<br />
воздействует в большей степени на мышечное<br />
волокно. Воздействие таких препаратов на компоненты<br />
соединительной ткани меньше, однако все же достаточно<br />
для получения необходимой нежности. Российской<br />
ферментной промышленностью освоен выпуск ряда<br />
ферментных препаратов протеолитического действия.<br />
124
Ферментные препараты изготовляют в порошках или<br />
растворах. Жидкие препараты можно вводить в кровеносную<br />
систему животного за 8-10 мин. перед убоем или<br />
после убоя. Обрабатывать мелкие куски мяса можно, погружая<br />
в раствор препарата или нанося на поверхность<br />
раствор либо сухой препарат.<br />
10.6. Загар мяса<br />
Загар - это своеобразная порча мяса, возникающая при<br />
неправильном хранении полутуш в течение первых суток<br />
с момента убоя. Он выражается в том, что в глубине<br />
толстых частей жирных полутуш мясо приобретает неприятный<br />
кисловатый запах, серовато-красный или коричнево-красный<br />
цвет.<br />
Причиной загара является нарушение нормального течения<br />
автолитических процессов вследствие замедленного<br />
тепло- и газообмена с внешней средой. После убоя<br />
в течение первых 20-30 мин наблюдается повышение<br />
температуры тела животного в пределах 0,9-2 С за счет<br />
распада богатых энергией связей АТФ, КРФ и других<br />
фосфорных соединений. Освобождающаяся энергия выделяется<br />
в виде тепла.<br />
В этих условиях автолиз протекает с относительно<br />
большой скоростью. Реакции гликолитического распада<br />
идут.иным путем с образованием таких продуктов реакции,<br />
как сероводород, масляная кислота и другие дурнопахнущие<br />
вещества. Миоглобин претерпевает значительные<br />
превращения с образованием пигментов, изменяющих<br />
нормальную окраску мяса.<br />
Загар наблюдается при медленном охлаждении жирных<br />
туш в условиях плохой циркуляции воздуха, когда<br />
туши или части их, сохранившие тепло, укладывают<br />
плотно, а также, если с животных шкура была снята не<br />
сразу; при медленном замораживании парного мяса.<br />
Очень подвержено загару мясо птицы. Особенно легко<br />
возникает загар в тушках уток и гусей вследствие боль<br />
125
шого содержания жира. При этом внутренний жир часто<br />
приобретает зеленую окраску, а туш ка (влажная) имеет<br />
большей частью зеленовато-серую мягкую кожу.<br />
Изделия из мяса, подвергшегося загару, низкокачественны<br />
или даже могут быть несъедобны. Процесс загара<br />
необратим, но если при неглубоком загаре мясо разрезать<br />
на куски и проветрить, признаки загара могут<br />
исчезнуть.
Глава XI. ИЗМЕНЕНИЕ МЯСА ПРИ<br />
ХОЛОДИЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ<br />
Для предохранения мяса и мясопродуктов от порчи<br />
и увеличения сроков их хранения применяют низкие<br />
температуры. При этом задерживается или предотвращается<br />
микробиальная порча и тормозятся автолитические<br />
процессы, ведущие к глубокому распаду компонентов<br />
сырья животного происхождения. Замораживание,<br />
хранение в замороженном виде и последующее размораживание<br />
вызывают в тканях изменения, которые отражаются<br />
на качестве мяса и мясопродуктов.<br />
11.1. Физические изменения при<br />
замораживании и хранении мяса<br />
В мясе содержится около 72% воды и 1% минеральных<br />
веществ. Следовательно, жидкая часть мяса (мясной сок)<br />
представляет собой солевой раствор белка, содержащий растворенные<br />
органические и неорганические вещества. В<br />
отличие, от чистой воды, такой раствор имеет температуру<br />
начала замерзания, или криоскопическую точку, ниже 0°.<br />
Для мясного сока это температура от - 0,6 до - 1,2 С. При<br />
замораживании мяса после достижения криоскопической<br />
точки начинается вымораживание воды из мяса. Количество<br />
и величина кристаллов льда, образующихся при замерзании<br />
жидкости, а также равномерность распределения<br />
льда между клетками и межклеточным веществом и<br />
по толщине замораживаемого продукта зависят от скорости<br />
замораживания.<br />
Процесс кристаллообразования происходит следующим<br />
образом. При снижении температуры увеличива-<br />
127
ется вязкость жидкости и уменьшается скорость движения<br />
частиц. В тех частях жидкости, где достигается переохлаждение<br />
ниже криоскопической точки, образуются<br />
зародыши кристаллов. Это первая фаза кристаллообразования.<br />
В этот момент выделяется скрытая теплота<br />
кристаллизации, поэтому температура переохлажденной<br />
жидкости повышается и образование новых зародышей<br />
становится невозможным. Начинается вторая фаза<br />
кристаллообразования —рост образовавшихся кристаллов.<br />
Чем выше скорость теплоотвода во внешнюю среду,<br />
тем большее число образующихся кристаллов и меньше<br />
размеры каждого из них.<br />
При замораживании тканей центры кристаллизации<br />
образуются раньше в межклеточном пространстве, так<br />
как межклеточная жидкость имеет несколько меньшую<br />
концентрацию, а значит, более высокое значение криоскопической<br />
точки, чем внутриклеточная. Но как только<br />
они образуются, концентрация межклеточной жидкости<br />
и ее осмотическое давление возрастают. Вода диффундирует<br />
из клетки в межклеточное пространство.<br />
При медленном замораживании скорость теплоотвода<br />
относительно небольшая, и в межклеточном веществе<br />
образуются крупные кристаллы. В клетках кристаллы<br />
не образуются, но клетки обезвоживаются. Образование<br />
крупных кристаллов в практике замораживания мяса -<br />
явление нежелательное: своими острыми гранями они<br />
разрушают соединительнотканные прослойки, давят на<br />
клетки, вызывая их растяжение. При этом мышечные<br />
волокна не только деформируются, но иногда и разрушаются.<br />
Ткань разрыхляется. От размеров образующихся<br />
кристаллов льда зависит степень сохранения целостности<br />
естественной структуры тканей. Чем больше нарушена<br />
структура тканей при замораживании, тем больше<br />
потери мясного сока при размораживании мяса и его последующей<br />
механической обработке (обвалке, жиловке).<br />
Сравнительно быстрое заморажйвание мяса при температуре<br />
-35 -40 С приводит к образованию кристаллов<br />
льда не только в межклеточных пространствах, но и в<br />
128
клетках. Скорость образования их выше скорости перемещения<br />
влаги, поэтому большая часть жидкости оказывается<br />
замороженной там, где она находилась до замораживания.<br />
При таком способе замораживания образуются<br />
мелкие кристаллы льда. В этом случае характер<br />
распределения вымороженной воды мало отличается от<br />
характера распределения ее в свежем мясе и почти не<br />
наблюдается гистологических изменений в мышечной<br />
ткани.<br />
При длительном хранении тканей в замороженном<br />
виде на их состояние влияют различные изменения, сопутствующие<br />
кристаллизации льда. Одним из них является<br />
агрегационное взаимодействие сократительных белков,<br />
обусловленных вымерзанием воды. Вымораживание<br />
воды способствует лучшему контакту белковых частиц,<br />
создает благоприятные условия для взаимодействия активных<br />
групп белковых макромолекул с образованием<br />
прочных связей между ними. Это сказывается на свойствах<br />
мяса; оно хуже переваривается, понижается растворимость<br />
белков и их гидрофильность, уменьшается количество<br />
абсорбционно-связанной воды.<br />
Вследствие вымораживания воды из тканевых жидкостей<br />
образуются гипертонические растворы. Воздействие<br />
гипертонических растворов обусловливает денатурацию<br />
белков и распад белковых структур, прежде всего<br />
липопротеидов, а затем и других белковых комплексов.<br />
Степень указанных изменений зависит от продолжительности<br />
воздействия гипертонической среды в процессе<br />
замораживания и длительного хранения в замороженном<br />
виде. Даже небольшие денатурационные изменения<br />
в миофибриллах вызывают значительное уменьшение<br />
влагосвязывающей способности мышечных волокон.<br />
Вредного влияния гипертонических растворов можно избежать,<br />
если ткани замораживать быстро и хранить<br />
при -35-40 °С, когда соли уже не находятся в растворенном<br />
состоянии.<br />
9-0213 129
11.2. Автолитические изменения<br />
В период замораживания и при последующем хранении<br />
мяса в замороженном виде деятельность тканевых<br />
ферментов резко замедляется, но не приостанавливается<br />
даже при очень низких температурах; происходят автолитические<br />
изменения компонентов мяса.<br />
В период замораживания первостепенное значение<br />
имеет скорость снижения температуры, а при хранении<br />
- температура, от которой зависит скорость ферментативных<br />
процессов. Чем быстрее замораживание, тем<br />
на более ранних стадиях затормаживаются автолитические<br />
процессы: задерживается распад гликогена, pH не<br />
успевает резко снизиться, и меньше изменяются свойства<br />
мяса.<br />
Резкое торможение автолитических процессов при быстром<br />
замораживании имеет первостепенное значение<br />
при консервировании эндокринно-ферментативного сырья.<br />
Так, при медленном замораживании поджелудочной<br />
железы активность вырабатываемого из нее инсулина<br />
в несколько раз меньше, чем при быстром.<br />
Помимо снижения температуры на скорость автолитических<br />
изменений мяса оказывает влияние и повышение<br />
концентрации солей в процессе замораживания, что<br />
приводит к ингибированию большинства химических<br />
реакций. Наряду с этим в результате выхода ферментов<br />
из лизосом и относительного увеличения концентрации<br />
активаторов наблюдается повышение некоторых биохимических<br />
превращений.<br />
Свойства мяса после его хранения в замороженном состоянии<br />
существенным образом зависят от глубины автолитическнх<br />
изменений тканей к моменту полного замораживания<br />
.<br />
В мясе, замороженном в парном состоянии, активность<br />
ферментов сохраняется достаточно хорошо. Процесс<br />
созревания размороженного мяса во многом аналогичен<br />
созреванию немороженого мяса и приводит к повышению<br />
его нежности и накоплению продуктов, при<br />
130
дающих ВКУС и аромат. Потери мясного сока и содержание<br />
в нем белков при размораживании и последующей<br />
обработке такого мяса относительно невелики, так<br />
как разрушение клеточных структур в нем менее интенсивно,<br />
чем в автолизированных мышцах.<br />
Мясо, замороженное к моменту разрешения посмертного<br />
окоченения (охлажденное мясо), не отличается по<br />
вкусовым свойствам от мяса, замороженного в парном состоянии.<br />
Однако во время размораживания, и особенно при<br />
последующей обработке, такое мясо теряет много мясного<br />
сока вследствие нарушения в процессе предварительного<br />
автолиза многих микроструктур и целостности мембран.<br />
Созревание такого мяса после размораживания не<br />
всегда приводит к достаточному улучшению нежности,<br />
что объясняется потерей активности ферментов в мороженом<br />
виде, поскольку они до замораживания были высвобождены<br />
из «защитных» структур (лизосом). Чем больше<br />
длительность хранения мяса в мороженом виде, тем<br />
больше инактивируются ферменты. При созревании размороженного<br />
мяса, замороженного в состоянии посмертного<br />
окоченения, происходят большие потери мясного<br />
сока и мясо остается дряблым и вместе с тем жестким, вкус<br />
и аромат такого мяса выражены плохо.<br />
Таким образом, замораживание в парном состоянии<br />
имеет преимущества перед холодильной обработкой, предусматривающей<br />
охлаждение мяса и последующее его<br />
замораживание в охлажденном состоянии (двухфазное<br />
замораживание). Следует отметить, что мясо, замороженное<br />
в парном состоянии, не только имеет лучшие качественные<br />
показатели, но и дольше хранится, размеры<br />
усушки мяса в процессе холодильной обработки сокращаются<br />
примерно в 2 раза, уменьшается продолжительность<br />
замораживания, повышается производительность<br />
труда рабочих по сравнению с мясом, замороженным после<br />
охлаждения.<br />
Мясо в состоянии посмертного окоченения для замораживания<br />
непригодно.<br />
131
11.3. Химические изменения<br />
В процессе хранения через некоторое время на поверхности<br />
замороженного мяса образуется обезвоженный<br />
губчатый слой, сквозь который диффундируют пары воды<br />
в окружающий воздух. Одновременно воздух диффундирует<br />
в поверхностный слой, в результате чего количество<br />
кислорода в нем увеличивается и непрерывно возобновляется.<br />
Наружный губчатый слой мяса образует огромную<br />
активную поверхность, на которой протекают<br />
окислительные процессы, а также адсорбируются посторонние<br />
запахи.<br />
Окислительные процессы вызывают глубокие изменения<br />
в мышечной и в большей степени - в жировой тканях.<br />
Окислительные изменения белковых веществ в пористом<br />
внешнем слое приводят к резкому уменьшению<br />
его влагосвязывающей способности и увеличению жесткости.<br />
В жировой ткани развиваются процессы окислительной<br />
порчи и накапливаются продукты окисления жира.<br />
Появляются салистый, затем постепенно усиливающийся<br />
прогорклый вкус и запах. При длительном хранении<br />
замороженного мяса вследствие окисления жира могут<br />
накапливаться токсические продукты. Органолептические<br />
показатели жировой ткани свинины начинают изменяться<br />
раньше, чем у говядины. При хранении замороженных<br />
свиных туш наблюдается пожелтение жировой<br />
ткани. Изменение жировой ткани под действием<br />
кислорода воздуха в большинстве случаев (кроме нежирной<br />
говядины) играет решающую роль для сроков хранения<br />
мяса.<br />
Цвет мяса по мере увеличения сроков хранения становится<br />
более темным в результате концентрации пигментов<br />
в высушенном слое мяса, а также вследствие окисления<br />
миоглобина и оксимиоглобина в метмиоглобин. Количество<br />
водорастворимых витаминов при хранении мороженого<br />
мяса зависит от температуры хранения. Ж и<br />
рорастворимые витамины менее устойчивы. Витамин Е,<br />
132
в частности, разрушается почти полностью, что уменьшает<br />
сопротивляемость жира при окислении; витамин<br />
Л сохраняется длительное время.<br />
11.4. Изменения свойств мяса при размораживании<br />
Размораживание - это завершающий процесс холодильной<br />
обработки мяса. Цель размораживания - получить<br />
мясо со свойствами, близкими к тем, которые оно<br />
имело до замораживания. Полного восстановления первоначальных<br />
свойств мяса не происходит, так как в период<br />
замораживания и последующего хранения в нем<br />
происходят некоторые необратимые изменения в связи<br />
с развитием автолитических, окислительных и других<br />
процессов. Во время размораживания продолжается автолиз<br />
тканей. Скорость автолитических изменений в тканях<br />
размороженного мяса несколько выше, чем в тканях<br />
охлажденного.<br />
Важным показателем качества размораживания служит<br />
потеря мясного сока. Часть мясного сока вытекает<br />
из мяса во время размораживания, часть теряется в процессе<br />
обработки мяса (обвалка, жиловка) под давлением<br />
ножа. Таким образом, мясо обедняется не только водой,<br />
но и всеми водорастворимыми веществами: водорастворимыми<br />
белками, пептидами, аминокислотами, экстрактивными<br />
веществами, витаминами и минеральными<br />
веществами. Поэтому чем больше потери мясного сока<br />
при размораживании, тем ниже питательные и вкусовые<br />
качества мяса.<br />
Величина потерь мясного сока при размораживании<br />
и дальнейшей обработке зависит от гидрофильных<br />
свойств тканей и от степени разрушения структуры ткани.<br />
Изменения гидрофильных свойств связаны с интенсивными<br />
агрегационными и денатурационными изменениями<br />
при замораживании, хранении мяса в замороженном<br />
виде и размораживании, а также с изменениями<br />
в процессе автолиза. Так, при хранении мяса в моро<br />
133
женом виде изменяется кислотность среды в мясе. Интервал<br />
между pH среды и изоэлектрической точкой белков<br />
уменьшается, гидрофильность белков понижается.<br />
Разрушение структурных элементов тканей при замораживании<br />
и размораживании вызывается кристаллами<br />
льда, как об этом говорилось выше. Нарушение<br />
клеточных структур и целостности мембран имеет место<br />
и в процессе предварительного автолиза.<br />
В мышцах, не подвергавшихся автолизу перед замораживанием,<br />
разрушение клеточных структур менее<br />
интенсивно и потери мясного сока при размораживании<br />
ниже.<br />
Вредно влияет на качество мяса вторичное замораживание<br />
размороженного мяса, приводящее к увеличению<br />
повреждения тканей и, следовательно, увеличению потерь<br />
мясного сока. Поэтому дважды замороженное мясо<br />
после повторного размораживания лишено большого количества<br />
питательных веществ и характеризуется пониженными<br />
вкусовыми качествами. Такое мясо не допускается<br />
па выработку консервов.<br />
134
Глава XII. БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ<br />
МЯСА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ МИКРОБОВ<br />
Мясо и мясопродукты являются прекрасной питательной<br />
средой для микроорганизмов. Развиваясь при подходящих<br />
условиях на мясе, микроорганизмы вызывают<br />
его порчу, так как для своего обмена они используют составные<br />
части мяса и выделяют такие продукты жизнедеятельности,<br />
которые резко ухудшают его качество:<br />
вкус, запах, цвет, консистенцию. Многие из этих продуктов<br />
токсичны.<br />
12.1. Гниение мяса<br />
Гниением называется разложение белков и их производных,<br />
вызываемое микроорганизмами. Наиболее ранним<br />
признаком бактериальной порчи является появление<br />
слизи на поверхности мяса. Гнилостная порча вызывает<br />
изменение запаха. Вначале он слабый, неприятный,<br />
с кисловатым оттенком, а затем отвратительно гнилостный.<br />
Меняется и цвет мяса: в начальной стадии гниения<br />
он становится коричневым, затем приобретает свинцово-серый<br />
оттенок, а на глубоких стадиях - зеленоватый.<br />
На определенной стадии гнилостного разложения мясо<br />
становится непригодным в пищу и может вызвать пищевые<br />
отравления.<br />
Клетки микроорганизмов непроницаемы для белков.<br />
Микроорганизмы выделяют во внешнюю среду протеолитические<br />
ферменты, которые вызывают гидролитический<br />
распад белков мяса. Гнилостный распад белковых<br />
веществ, вызываемый ферментными системами микроорганизмов,<br />
может протекать различно в зависимости от<br />
135
свойств разлагающихся белков, внешних условий и вида<br />
микроорганизмов. При гниении белков вначале образуются<br />
белковые фрагменты, более мелкие полипептиды<br />
и свободные аминокислоты. Микроорганизмы усваивают<br />
продукты распада белков и быстро подвергают их дальнейшим<br />
превращениям. Превращение продуктов распада<br />
белков происходит через промежуточные вещества<br />
с образованием конечных дурнопахнущих и ядовитых<br />
продуктов гниения: аммиака, сероводорода, скатола,<br />
индола, крезола, фенола, меркаптанов и т.п. Постепенно<br />
и непрерывно накапливаются летучие жирные кислоты,<br />
выделяется и накапливается ось.<br />
В процессе гниения участвует большое число микроорганизмов.<br />
Гниение может происходить при доступе кислорода<br />
(аэробно) и в отсутствие кислорода (анаэробно).<br />
Гнилостные бактерии, выделяющие протеолитические<br />
ферменты, действуют в щелочной среде, а так как<br />
мясо имеет кислую реакцию, они развиваются в нем медленно.<br />
При созревании мяса среда подкисляется вследствие<br />
микроорганизмов. Поэтому от утомленных, больных<br />
или возбужденных перед убоем животных, содержащих<br />
в мышечной ткани мало гликогена, получается<br />
мясо, не стойкое при хранении, так как pH его через сутки<br />
после убоя больше 6,0.<br />
Разложение мяса, как правило, начинается с поверхности.<br />
Плесень выделяет ферменты, действующие в кислой<br />
среде. В результате их деятельности накапливаются<br />
аммиак и органические основания, которые сдвигают pH<br />
мяса в щелочную сторону, создаются условия, благоприятные<br />
для развития гнилостных бактерий, действующих<br />
в щелочной среде.<br />
Химические процессы, происходящие при гниении,<br />
многообразны. Ниже приводятся пути образования некоторых<br />
главных продуктов гниения. Аммиак и оксикислоты<br />
образуются при гидролитическом дезаминировании.<br />
Многие амины даже в очень малых количествах обладают<br />
сильным фармакологическим действием, напри-<br />
136
мер, кадаверин, образующийся при декарбоксилировании<br />
лизина.<br />
Из аминокислот тирозина и триптофана в результате<br />
дезаминирования и декарбоксилирования образуются<br />
крезол, фенол, скатол, индол - дурно пахнущие и ядовитые<br />
вещества.<br />
о н сн .<br />
Тирозин Крезол Фенол<br />
H Jf - СИ - со о н<br />
триптофан скатол индол<br />
Рис. 12. Распад аминокислот.<br />
Таким образом, дезаминирование аминокислот под<br />
воздействием ферментов микроорганизмов приводит<br />
к образованию аммиака, жирных кислот, кетокислот<br />
и оксикислот, причем некоторые кетокислоты и оксикислоты<br />
могут претерпевать дальнейшие превращения.<br />
Так, кетокислоты при каталитическом действии декарбоксилаз<br />
превращаются в альдегиды и углекислый газ.<br />
Из липидной части липопротеидов в результате ряда<br />
превращений лецитина образуется холин, в процессе<br />
гниения которого может образоваться окись триметиламина,<br />
обладающая рыбным запахом.<br />
Изменения окраски мяса при гниении вызываются<br />
окислительными превращениями пигментов мяса - миоглобина<br />
и гемоглобина - с образованием коричневого<br />
метмиоглобина, зеленого сульфомиоглобина и др.<br />
Для подавления жизнедеятельности микрофлоры, вызывающей<br />
порчу мяса и мясопродуктов, в мясной про-<br />
187
мышленности используют различные факторы; замораживание,<br />
обезвоживание (сушка), нагрев, посол и другие<br />
консервирующие средства.<br />
12.2. Биохимические основы использования<br />
микрофлоры в производстве мясопродуктов<br />
При производстве мясопродуктов микрофлора играет<br />
не только отрицательную роль, вызывая порчу. Наряду<br />
с гнилостными в мясопродуктах присутствуют и полезные<br />
микроорганизмы. Это главным образом различные<br />
виды молочнокислых бактерий, микрококки и дрожжи.<br />
Во многих технологических процессах развитие определенной<br />
микрофлоры способствует торможению гнилостной<br />
порчи, улучшению органолептических характеристик,<br />
ускорению сроков созревания, цветообразованию.<br />
Многие бактерии способны подавлять деятельность нежелательной<br />
микрофлоры. Они являются антагонистами<br />
бактерий, вызывающих порчу мясопродуктов. Развиваясь,<br />
они постепенно вытесняют последние и играют,<br />
таким образом, роль санитарного фактора. Известно,<br />
например, что добавление сахара в рассол при длительном<br />
мокром посоле способствует размножению микроорганизмов,<br />
использующих углеводы; при этом затормаживается<br />
развитие некоторых гнилостных бактерий.<br />
Молочнокислые бактерии при этом еще и сдвигают pH<br />
в кислую сторону за счет накопления молочной кислоты,<br />
что также неблагоприятно для развития гнилостной<br />
микрофлоры.<br />
Участие микроорганизмов в развитии специфического<br />
аромата и вкуса имеет особенно большое значение при<br />
производстве свинокопченостей, сырокопченых и сыровяленых<br />
колбас. Особая роль принадлежит молочнокислым<br />
бактериям. Они выделяют ферменты, катализирующие<br />
распад углеводов. При этом образуются и накапливаются<br />
продукты, обладающие ароматом и вкусом, такие<br />
как летучие кислоты, ацетоин, диацетил и др.<br />
138
Молочнокислые и некоторые яругие п о л е^ы е^актепии<br />
пазвиваясь на мясопродуктах, выд<br />
литнческие ферменты, которые играют ^ ж н у ю рол<br />
, протёолйзе белков тканей и, таким образом, участвуют<br />
в повышении нежности мяса. Выше указывалось на использование<br />
микробных препаратов для ускорения сро<br />
ков созревания мяса.<br />
С развитием жизнедеятельности микрофлоры тесно<br />
связано и изменение нитритов, имеющее значение для<br />
сохранения окраски мяса. Под действием ферментов денитрифицирующих<br />
бактерий нитриты восстанавливаются<br />
с образованием окиси азота. Последняя связы вается<br />
с железом в молекуле миоглобина или гемоглобина об-<br />
’ Г Л ° " ИН (нитрозоми°глобин) или NO-гемог-<br />
О " трозомио-обин придает мясу розово-красную<br />
ные и сыровялены7^лбасыТкоПР°АУКТОВ (сы рокопчеискусственно<br />
подобранные б Р° КИ И др*> используют<br />
продуктов. а‘а И ,куса и Ускорении с о з р е в е д я Т я -
ГЛАВА XIII. ИЗМЕНЕНИЕ МЯСА<br />
В ПРОЦЕССЕ ПОСОЛА<br />
Посол - это обработка сырья солью (часто в сочетании<br />
с нитритами, специями, сахаром, фосфатами, аскорбинатами<br />
и др.) и выдержка его в течение определенного<br />
времени, достаточного для завершения процессов, в результате<br />
которых продукт приобретает необходимые<br />
свойства.<br />
Посол в мясной промышленности используют как способ<br />
консервирования сырья (кишок, шкур, реже мяса)<br />
и как дополнительный прием в сочетании с другими —<br />
варкой, копчением, сушкой и т.д. При посоле мясо приобретает<br />
ряд новых свойств, в том числе и своеобразные<br />
органолептические. Посол бывает кратковременным —<br />
от 6 ч (измельченное мясо при производстве вареных колбас)<br />
до 7 сут. и длительным - до 60 сут. (при производстве<br />
ветчины).<br />
Различают посол сухой (обработка сухой посолочной<br />
смесью), мокрый (в рассоле) и смешанный (сочетание<br />
сухого и мокрого способов).<br />
13.1. Посол как диффузионно-осмотический<br />
процесс<br />
При посоле ионы поваренной соли и другие компоненты,<br />
находящиеся в рассоле, начинают перемещаться<br />
в глубь мяса, а растворимые в солевых растворах химические<br />
соединения тканей (белки, экстрактивные, минеральные<br />
вещества, водорастворимые витамины) выводятся<br />
в рассол. Вода, в зависимости от концентрации рассола,<br />
либо выводится из продукта в рассол, либо поглощается<br />
из рассола продуктом.<br />
140
Посол 1 это диффузионно-осмотический процесс. Соль<br />
проникает в мясо диффузионным путем через систему<br />
пор и капилляров, пронизывающих ткани, и осмотическим<br />
путем через многочисленные внешние и внутренние<br />
мембраны; причем вдоль волокон по системе капилляров<br />
соль продвигается быстрее, чем осмотическим путем:<br />
через мембраны и оболочки, покрывающие волокна<br />
и их пучки концентрации соли и температурных условий,<br />
а также от свойств мяса. Чем больше разность концентраций<br />
соли в рассоле и в тканях, тем больше скорость<br />
диффузионно-осмотического процесса и тем быстрее<br />
соль проникает в ткани. Скорость этого процесса возрастает<br />
с повышением температуры. На проницаемость<br />
мяса влияют его состав и строение, например в мышечную<br />
ткань соль проникает быстрее, чем в соединительную.<br />
Уплотнение мышечной ткани в процессе окоченения<br />
уменьшает проницаемость, и, наоборот, созревание<br />
мяса увеличивает ее. Замораживание и последующее размораживание<br />
мяса вызывает разрыхление тканей и увеличение<br />
проницаемости.<br />
13.2. Изменение составных частей мяса при посоле<br />
Изменение белков. При посоле из мяса в рассол переходят<br />
растворимые белковые вещества. Потери растворимых<br />
белков, частицы которых имеют относительно большие<br />
размеры, происходят через открытые поры и капилляры<br />
и из клеток с поврежденными оболочками. В рассол<br />
переходит часть белков саркоплазмы мышечного волокна,<br />
главным образом миоген, миоальбумин, а при<br />
посоле парного мяса, кроме того, и миозин. У охлажденного<br />
и размороженного мяса растворимость миозина понижена,<br />
так как он удерживается в структуре ткани в комплексе<br />
с актином. Удержание актомиозина в структуре<br />
миофибрилл ослабляется вследствие внедрения ионов<br />
соли и молекул воды. Поэтому, когда мясо, выдержанное<br />
в посоле, измельчают в присутствии воды, актомиозин<br />
частично переходит в растворимое состояние.<br />
141
Количество растворимых белковых веществ, которые<br />
в процессе посола переходят в рассол, зависит от продолжительности<br />
посола, температуры, крепости и количества<br />
рассола.<br />
Под действием хлористого натрия изменяется состояние<br />
белковых веществ. При невысокой концентрации<br />
соли (до 10-12%) в рассоле ионы соли окружают функциональные<br />
группы белков и, притягивая диполи воды, несколько<br />
увеличивают растворимость белков. С повышением<br />
концентрации соли и продолжительности ее воздействия<br />
происходят глубокая денатурация и коагуляция<br />
некоторых белков, главным образом глобулинов. Этот процесс<br />
сопровождается укрупнением белковых частиц, снижением<br />
их подвижности и растворимости. Поэтому с повышением<br />
концентрации рассола растворимые в солевых<br />
растворах белки переходят в нерастворимое состояние и<br />
потери белков в рассол уменьшаются. Так, при мокром<br />
посоле говядины (при крепости рассола 20%) в течение<br />
10 сут. потеря белковых веществ (в % к первоначальному<br />
содержанию их в мясе) равна 2,2% , а при концентрации<br />
рассола 24% за это же время она составляет 1,8%.<br />
Чем больше продолжительность посола, тем выше переход<br />
белков в рассол. Для говядины при мокром посоле<br />
рассол 20"'. - ной концентрации потери за 10 сут. составляет<br />
50 сут. - 4,9% . При сухом посоле потери белков минимальные.<br />
Соединительнотканные белки коллаген и эластин в рассол<br />
не переходят.<br />
Количество белков в растворенном состоянии в водной<br />
части сырого колбасного фарша влияет на свойства сыро<br />
го фарша и на свойства готового продукта. Показателем<br />
количества растворенного белка в водной фазе сырого<br />
колбасного фарша является его липкость. Значение липкости<br />
заключается в определении связности структуры<br />
готового продукта, при нагреве денатурируют растворен<br />
ные белки. Образуется пространственный каркас, внутри<br />
которого фиксируются крупные частицы нерастворенного<br />
белка.<br />
142
Если доля растворенных белков мала, то структура готового<br />
продукта будет рыхлая. Следовательно, при производстве<br />
вареных колбас стоит увеличить долю растворимого<br />
белка. При 0,6% -ном растворе электролита актомиозин<br />
переходит в раствор. Количество поваренной соли,<br />
в котором ее добавляют при посоле, создает концентрацию,<br />
близкую к растворяющей белков актомиозиновой<br />
фракции, и они частично переходят в раствор, но для этого<br />
необходим промежуток времени с 10 ч при 0 °С. Поэтому<br />
необходимо выдерживать колбасный фарш в посоле.<br />
Добавление в фарш сыворотки крови плазмы увеличивает<br />
липкость, а значит, и прочность готового продукта.<br />
В результате непрекращающейся деятельности ткани<br />
ферментов, выделяемых микроорганизмам, некоторое<br />
количество белковых веществ мяса подвергается гидролитическому<br />
распаду. Возрастает количество низкомолекулярных<br />
азотистых соединений, из которых большая<br />
часть приходится на долю аминокислот. При посоле,<br />
таким образом, белковые вещества теряются не только<br />
в результате перевода в рассол, но и вследствие их распада.<br />
Направление обмена воды при посоле зависит от вида<br />
посола и концентрации рассола. При сухом посоле на поверхности<br />
продукта за счет влаги образуется насыщенный<br />
раствор соли. Продукт обезвоживается. При мокром<br />
посоле рассолом невысокой концентрации увеличивается<br />
влагосвязывающая способность мяса, с которой, в первую<br />
очередь, связаны консистенция, сочность и выход<br />
колбасных изделий. Мясо, предназначенное для изготовления<br />
колбас, после посола в течение часа поглощает<br />
и удерживает воды больше, чем мясо несоленое.<br />
Как известно, влагосвязывающая способность мяса,<br />
в первую очередь, зависит от числа гидрофильных групп<br />
в белках, которые фиксируют диполи воды. Она тем выше,<br />
чем больше интервал между pH среды и изоэлектрической<br />
точкой белков мяса, которая лежит при pH 5,2-5,4.<br />
В табл. 7 представлены данные, характеризующие поглощение<br />
воды свиным фаршем в зависимости от pH.<br />
143
Таблица 7<br />
Показатели, характеризующие поглощение воды<br />
свиным фаршем<br />
pH<br />
Количество адсорбированной<br />
воды, %<br />
к мясу<br />
pH<br />
Количество ад сор- 1<br />
бированной воды,<br />
% к мясу<br />
5,4 26 6,2 80<br />
5,6 32 6.4 82<br />
5,8 43 6,6 92<br />
6,0 56 6,8 94<br />
Увеличить интервал pH среды и изоэлектрической точки<br />
белков мяса можно, смещая pH . На практике хорошие<br />
результаты получают при добавлении к мясу фосфатов.<br />
Их добавляют в фарш в виде смесей в количестве 0,3-0,4%<br />
массы сырья. Действие фосфатов связано с их способностью<br />
смещать pH среды на 0,2-0,3 в сторону нейтральной<br />
реакции.<br />
И нтервал pH среды и изоэлектрической точки можно<br />
увеличить, смещ ая последнюю. Это достигается выдерж<br />
кой м яса в посоле. Ж ивотны е белки при взаим одействии<br />
с хлористым натрием способны к преимущ ественной<br />
ф иксации отрицательно заряж енны х ионов хлора.<br />
Они б л окирую т п олож и тельн о за р я ж е н н ы е группы ,<br />
вследствие чего число свободных отрицательны х групп<br />
(С00-) в белке будет возрастать и изоэлектрическая точк<br />
а белка сдвинется в более кислую сторону. Следовательно,<br />
вы держ ка м яса в посоле необходима, а продолжительность<br />
определяется достаточно полной ф иксацией СК.<br />
П ри 4 °С для хорош о измельченного м яса эта продолж и<br />
тельность вы держ ки составляет 10-12 ч.<br />
Ч исло групп, ф иксирую щ их влагу за счет адсорбции,<br />
зависит и от взаимодействия белков друг с другом, так<br />
как при этом взаимно блокирую тся группы и ум еньш а<br />
ется адсорбция. Следовательно, для увеличения влагосвязы<br />
ваю щ ей способности м яса необходимо ум еньш ить<br />
144
ассоциацию актина и миозина, что достигают посолом<br />
и добавлением фосфатов. При посоле ионы натрия и хлора<br />
взаимодействуют с актином и миозином. Эти ионы блокируют<br />
полярные группы актина и миозина, и взаимодействие<br />
актина и миозина затормаживается. Для лучшего<br />
взаимодействия белков с ионами соли очень важно<br />
произвести посол не позднее 4-5 ч после убоя при интенсивном<br />
измельчении.<br />
Широкое применение фосфатов для повышения влагосвязывающей<br />
способности мяса основано не только на<br />
их способности смещать pH в нейтральную сторону, как<br />
указывалось выше, но и на том, что фосфаты способствуют<br />
диссоциации актомиозина на актин и миозин.<br />
В парном мясе из-за высокого значения pH белки находятся<br />
в ионизированном состоянии, близком к состоянию<br />
нативного белка. Благодаря наличию АТФ актин и<br />
миозин не связаны между собой. Все это способствует<br />
тому, что белки мяса легко гидратируются, набухают,<br />
хорошо удерживают влагу и легко переходят в раствор.<br />
Поэтому в колбасном производстве нет необходимости<br />
выдерживать парное мясо в посоле. Для увеличения влагосвязывающей<br />
способности всех других видов мяса (охлажденное,<br />
размороженное) его выдерживают в посоле.<br />
Соль проникает в мясо не только через систему пор<br />
и капилляров, пронизывающих ткани, но и осмотическим<br />
путем через мембраны и оболочки, покрывающие<br />
волокна и их пучки. Это приводит к повышению осмотического<br />
давления внутри мышечного волокна, что увеличивает<br />
приток воды в него, количество осмотически<br />
связанной влаги и способствует набуханию мяса. При<br />
длительном посоле хорошо набухают и волокна коллагена<br />
в результате внедрения вслед за ионами соли молекул<br />
воды между пептидными цепочками белковых молекул,<br />
и структура их в значительной степени изменяется; набухание<br />
достигает максимума примерно на 20-е сутки<br />
посола. Содержание воды и влагосвязывающая способность<br />
соединительной ткани меньше, чем мышечной.<br />
Поэтому в колбасы II сорта добавляют больше воды, а чтобы<br />
ее удержать в составе фарша, вводят крахмал.<br />
10-0213 145
Изменение экстрактивных, минеральных веществ<br />
и витаминов. Во время посола мяса в рассол диффундируют<br />
азотистые и безазотистые экстрактивные вещества,<br />
а также минеральные вещества и витамины. Потери этих<br />
веществ подчинены диффузионным закономерностям.<br />
По мере накопления их в рассоле скорость перехода этих<br />
веществ из мяса в рассол снижается. В рассол может перейти<br />
до половины азотистых и безазотистых экстрактивных<br />
веществ, содержащихся в мясе. При мокром посоле<br />
из минеральных веществ диффундируют главным<br />
образом фосфаты и калий. Кроме того, при посоле теряются<br />
некоторые водорастворимые витамины. Так, содержание<br />
витамина В снижается на 15-20% .<br />
Изменение жира. При сухом и отчасти мокром посоле<br />
мяса, особенно свинины, в присутствии кислорода воздуха<br />
жир частично окисляется в основном в поверхностных<br />
слоях. В результате образуются перекиси и карбонильные<br />
соединения. Ускоряют этот процесс катализаторы<br />
биохимического происхождения (цитохромы, гемоглобин,<br />
нитрозомиоглобин), нитриты и микрофлора.<br />
Имеющаяся в тканях липаза активируется ионами соли,<br />
и в зависимости от температурных условий может заметно<br />
катализировать гидролиз жиров и выделение свободных<br />
жирных кислот.<br />
13.3. Образование специфической окраски<br />
Окраска свежего несоленого мяса на 90% обусловлена<br />
миоглобином и оксимиоглобином. При посоле мяса в присутствии<br />
поваренной соли миоглобин или оксимиоглобин<br />
окисляются и переходят в метмиоглобин. В связи<br />
с этим при посоле мясо теряет свою естественную окраску<br />
и приобретает коричнево-бурую с различными оттенками.<br />
В практике посола мясо и мясопродукты предохраняют<br />
от нежелательных изменений окраски, добавляя<br />
в рассол или посолочную смесь нитриты. При этом обра<br />
146
зуется нитрозомиоглобин, который и является красящим<br />
веществом соленого мяса и придает мясным продуктам<br />
розово-красную окраску.<br />
Двуокись азота, как сильный окислитель, вызывает<br />
превращение. Окислению способствует и поваренная<br />
соль. Таким образом, под действием посолочных ингредиентов<br />
образуется значительное количество метмиоглобина,<br />
что мешает образованию миоглобина и далее нитрозомиоглобина.<br />
Поэтому процесс восстановления метмиоглобина<br />
в миоглобин при посоле имеет существенное<br />
значение. Восстановление происходит под действием<br />
ферментов самого мяса и восстанавливающих веществ<br />
при участии кофермента НАД. Донаторами электронов<br />
могут служить фосфоглицериновый альдегид, фруктозо-6-фосфат<br />
и ряд других веществ, присутствующих в<br />
тканях.<br />
Для создания восстановительных условий применяют<br />
сахар. Сам сахар не создает восстановительных условий,<br />
однако промежуточные продукты анаэробного распада<br />
сахара (фосфоглицериновый альдегид, фруктозо-6-<br />
фосфат и др.), которые образуются под действием ферментов<br />
бактерий, обладают значительным редуцирующим<br />
(восстанавливающим) действием.<br />
Сильным восстановителем является и аскорбиновая<br />
кислота. Обычно используют ее натриевую соль - аскорбинат<br />
натрия. Взаимодействуя с метмиоглобином, аскорбиновая<br />
кислота восстанавливает его до миоглобина. Кроме<br />
того, аскорбиновая кислота вступает в реакцию с азотистой<br />
кислотой, в результате чего последняя восстанавливается<br />
и образуется окись азота.<br />
Таким образом, в присутствии аскорбиновой кислоты<br />
не образуется двуоксид азота, который как сильный окислитель<br />
вызывает превращение миоглобина и оксимиоглобина<br />
в метмиоглобин. Реакция взаимодействия аскорбиновой<br />
кислоты с азотистой кислотой при низких температурах<br />
протекает сравнительно медленно, но резко<br />
ускоряется при температурах обжарки и копчения.<br />
147
При использовании нитритов должный эффект окраски<br />
достигается довольно быстро, но окраска не всегда устойчива.<br />
Неустойчивость окраски при использовании<br />
нитритов связана с окислительным воздействием кислорода<br />
воздуха на пигменты мяса. Под действием кислорода<br />
нитрозомиоглобин может окисляться в метмиоглобин.<br />
Добавление аскорбината при посоле в значительной мере<br />
защищает пигменты мяса от окисления, так как аскорбинат<br />
легко взаимодействует с кислородом воздуха.<br />
Неустойчивость окраски при использовании нитритов<br />
связана и с деятельностью микробов. Некоторые из<br />
них продуцируют перекись водорода, способную окислять<br />
окись азота, другие образуют сероводород, который<br />
в присутствии кислорода дает с миоглобином сульфомиоглобин<br />
зеленого цвета, третьи вызывают восстановление<br />
нитрита до молекулярного азота, в результате чего<br />
частично или полностью обесцвечивается продукт. Так,<br />
задержка сроков осадки против рекомендуемых может<br />
привести к обесцвечиванию фарша (серые пятна на разрезе)<br />
и возникновению ноздреватости структуры, вызываемой<br />
выделением газообразного азота.<br />
В образовании цвета соленого мяса важную роль играет<br />
pH среды. При pH ниже 5,0 азотистая кислота быстро<br />
разлагается, оксид азота улетучивается, и получить хорошую<br />
окраску мясных продуктов не удается. Лучше<br />
всего окраска развивается при pH от 5,4 до 6,0.<br />
Большое влияние на развитие окраски оказывает температура.<br />
С повышением температуры количество нитрозопигментов<br />
увеличивается. Если, например, температура<br />
во время обжарки понижена, а продолжительность<br />
соответственно увеличена, то окраска фарша оказывается<br />
недостаточно яркой. Для образования из нитрита достаточного<br />
количества оксида азота, вступающего во взаимодействие<br />
с миоглобином, необходим некоторый промежуток<br />
времени. При изготовлении колбас этот промежуток<br />
складывается из продолжительности осадки и обжарки.<br />
Нитрит физиологически вреден и ядовит для человека.<br />
Применяя нитрит для посола, исходят из его мини<br />
148
мального количества, которое необходимо для создания<br />
нормальной окраски продукта (5-6% мг массы мяса).<br />
В данное время изучается вопрос о полной замене нитритов<br />
безвредными для человека, веществами.<br />
13.4. Изменение вкуса и аромата<br />
В результате воздействия компонентов посолочной смеси<br />
и изменения физико-химических условий среды ферментативные<br />
автолитические процессы при посоле существенно<br />
нарушаются, но не прекращаются. В результате<br />
разнообразных биохимических превращений, протекающих<br />
при автолизе соленого мяса, а также вследствие<br />
бактериальной деятельности органолептические свойства<br />
мяса изменяются, что сопровождается появлением вкуса<br />
и аромата соленого мяса. Аромат и вкус, характерные для<br />
соленостей, в полной мере проявляются лишь после тепловой<br />
обработки продукта. В период посола, видимо, накапливаются<br />
потенциальные носители, изменения которых<br />
при нагреве сопровождаются образованием ароматических<br />
и вкусовых веществ. Специфические вкус и аромат<br />
соленых изделий усиливаются с увеличением длительности<br />
посола. Особенно заметны специфические вкус<br />
и аромат при длительном посоле свинины.<br />
В созревании ветчины важную роль играют протеолитические<br />
ферменты - катепсины. В результате протеолиза<br />
увеличивается содержание свободных аминокислот.<br />
Так, при продолжительном сухом посоле окороков содержание<br />
серина, глутаминовой кислоты, треонина, лейцина,<br />
изолейцина, фенилаланина и пролина возрастает<br />
примерно в 3 раза.<br />
Наряду со свободными аминокислотами в образовании<br />
вкуса соленого мяса принимают участие и такие азотсодержащие<br />
экстрактивные вещества, как пурины, креатин<br />
и др., освобождающиеся в процессе автолиза.<br />
К числу веществ, участвующих в создании аромата<br />
и вкуса ветчинности, относятся многочисленные лету-<br />
149
чие соединения, среди которых основная роль принадлеж<br />
ит карбонильным соединениям, а такж е летучие<br />
жирные кислоты, серосодержащие соединения, амины<br />
и др. Они образуются в результате окислительного распада<br />
жиров, углеводов, аминокислот, азотистых экстрактивных<br />
веществ. Так, при ветчинном посоле в рассоле и<br />
мясе обнаруживаются ацетоин и диацетил - ароматические<br />
вещества, придающие специфический приятны й<br />
запах.<br />
В создании аромата и вкуса соленого мяса принимают<br />
участие не только ферменты самого мяса, но и ферменты<br />
микроорганизмов. В рассолах, где концентрация соли<br />
достаточно высокая, хорошо развиваются солелюбивые<br />
(галофильные) и солеустойчивые (толерантные) бактерии.<br />
Последние играют наибольшую роль в создании букета<br />
ветчинности. В последнее время выделены чистые<br />
бактериальные культуры, которые при посоле вводят<br />
в мясо для улучшения вкуса и аромата готового посоленного<br />
продукта.<br />
Важное значение имеют посолочные ингредиенты —<br />
хлористый натрий, нитриты, сахар. Вкус мяса при посоле<br />
только поваренной солью хуже вкуса продуктов, посоленных<br />
поваренной солью с добавлением нитрита. Применение<br />
сахара при посоле способствует получению более<br />
вкусного и нежного продукта. Сахар, будучи вкусовым<br />
антагонистом соли, смягчает вкус соленых продуктов.<br />
Кроме того, в процессе длительного посола он является<br />
питательной средой для специфической микрофлоры,<br />
в результате чего образуется ряд продуктов промежуточного<br />
и конечного окислительного распада гексоз,<br />
которые, возможно, участвуют в создании особого аромата<br />
и вкуса соленого мяса. Образующиеся при этом кислоты<br />
смещают pH рассола и способствуют набуханию коллагена<br />
мяса, его разрыхлению, в результате чего продукт<br />
приобретает более нежную консистенцию.<br />
При большом содержании сахара (свыше 2% ), особенно<br />
в условиях повышенной температуры, могут произойти<br />
накопление избыточного количества кислот и порча<br />
150
продукта (закисание). Добавлять сахар целесообразно<br />
только при длительном посоле. При изготовлении колбас<br />
со специями его вводят небольшим количеством (0,1%).<br />
В этом случае роль сахара сводится к удержанию ароматических<br />
веществ специй.<br />
13.5. Консервирующее действие поваренной соли<br />
Консервирующее действие поваренной соли объясняется<br />
следующим. Если применяют высокие концентрации<br />
соли (при посоле сухой солью или насыщенным раствором),<br />
то вследствие осмоса происходит переход воды<br />
из бактериальной клетки в окружающую среду. Протоплазма<br />
бактерии, теряя воду, сжимается и отстает от стенок<br />
клетки бактерии - происходит плазмолиз. В плазмолизированную<br />
клетку пища не поступает. Клетка теряет<br />
способность к размножению и становится нежизнедеятельной.<br />
Если консервирующее действие соли было бы обусловлено<br />
только повышением осмотического давления, то<br />
сульфаты, например, хлористому натрию. Специфическое<br />
действие ионов натрия и хлора на микроорганизмы<br />
пока еще неясно.<br />
При посоле мясопродуктов применяют ненасыщенные<br />
растворы поваренной соли (содержание 2,5-6%),<br />
консервирующее действие которых велико. Консервирующий<br />
эффект усиливается сочетанием посола со способами<br />
консервирования - охлаждением, копчением,<br />
сушкой,<br />
151
Глава XIV. ИЗМЕНЕНИЕ МЯСА<br />
ПРИ КОПЧЕНИИ<br />
Копчение - это обработка пищевых продуктов дымом,<br />
образующимся при неполном сгорании древесины. Это<br />
один из способов консервирования продуктов, а также<br />
технологический прием, применяемый для придания<br />
продукту своеобразного вкуса и аромата.<br />
Обработку горячим дымом (обжарка, горячее копчение)<br />
применяют при изготовлении вареных колбасных<br />
изделий. При кратковременной обжарке (от 40 мин до 2 ч)<br />
продукт обрабатывается дымом при высоких температурах<br />
(60-110 °С). При изготовлении варено-копченых изделий<br />
их повторно обрабатывают горячим дымом при<br />
35-45 °С в течение 12-48 ч.<br />
Копчение холодным дымом используют для изготовления<br />
сырокопченых изделий. В этом случае обработку<br />
дымом производят при 18-22 С в течение 3-7 сут. Применяют<br />
ряд других способов копчения: электрокопчение<br />
(копчение в электрическом поле), бездымное (посредством<br />
коптильных препаратов) и др.<br />
14.1. Состав коптильного дыма<br />
Дым - это смесь мельчайших твердых и жидких частиц<br />
в газовой среде. Он состоит из продуктов термического<br />
распада и окисленной древесины.<br />
В состав коптильного дыма входят разнообразные химические<br />
соединения, число которых насчитывает около<br />
200. Среди них можно выделить следующие основные<br />
группы веществ:<br />
1. Низкомолекулярные жирные кислоты (уксусная,<br />
муравьиная, капроновая и др.).<br />
152
2. Кетокарбоновые кислоты (кетоглутаровая), двухосновные<br />
кислоты (малоновая, янтарная, фумаровая), ароматические<br />
оксикислоты (ванилиновая, сиреневая).<br />
3. Алифатические (муравьиный формальдегид, ук<br />
сусный, пропионовый и т.д.), ароматические (бензальдегид,<br />
сиреневый альдегид и др.), гетероциклические<br />
(фурфурол, метилфурфурол и др.) альдегиды, кетоны -<br />
диметилкетон (ацетон), метилпропилкетон, дикетондиацетил<br />
и др.<br />
4. Спирты - метиловый, этиловый, бутиловый, изоамиловый<br />
и др.<br />
5. Фенолы одноатомные - фенол (карболовая кислота),<br />
крезол и двухатомные - пирокатехин, гидрохинон,<br />
гваякол, трехатомные - пирогаллол.<br />
6. Амины - метиламин, этиламин, бутиламин и др.<br />
7. Различные простые и сложные эфиры (например,<br />
монометиловый эфир пирогаллола).<br />
8. Смолистые вещества (например, фенолформальдегидные<br />
смолы).<br />
9. Углеводороды.<br />
Последние могут служить источником образования<br />
веществ, оказывающих канцерогенное действие, например,<br />
3,4-бензопирена и др.<br />
14.2. Изменение свойств мяса при копчении<br />
В процессе копчения некоторые летучие вещества коптильных<br />
газов осаждаются на поверхности, а другие проникают<br />
.внутрь продукта, постепенно диффундируя во<br />
время копчения и последующей сушки.<br />
В результате сложных взаимосвязанных химических,<br />
физико-химических и биохимических процессов изменяются<br />
составные части продукта, в результате чего готовые<br />
изделия приобретают характерные для них консистенцию,<br />
своеобразные органолептические свойства<br />
и устойчивость при хранении.<br />
И зм енение консистенции продукта при копчении.<br />
При копчении продукт значительно обезвоживается<br />
153
за счет испарения воды. При холодном копчении потери<br />
влаги составляют 15-20% , при обжарке потери массы за<br />
счет испарения воды меньше и составляют для сосисок<br />
10-12% , вареных колбас - 4-7% , полукопченых - до 7% .<br />
При горячем копчении колбасы теряют до 10% влаги.<br />
Характерным изменением белков мяса при копчении<br />
является их денат урация. Она происходит под влиянием<br />
повышенной температуры (при горячем копчении);<br />
ей такж е способствуют вещества, содержащиеся в дыме.<br />
Вследствие денатурации и последующей коагуляции,<br />
а такж е обезвоживания за счет испарения воды пониж а<br />
ется растворимость белков, продукт уплотняется.<br />
Компоненты дыма, поступающие в продукт при копчении,<br />
взаимодействуют с функциональными группами<br />
белков и другими составными частями мясопродуктов.<br />
По своему характеру реакции между коптильными веществами<br />
и составными частями мяса похожи на процесс<br />
дубления. При дублении белковые молекулы «сшиваются»<br />
в более крупные частицы через различные химические<br />
«м остики». Н априм ер, ф орм альдегид, реагируя<br />
с аминогруппами двух пептидных цепей, образует м еж <br />
ду ними метиленовые «мостики».<br />
Вследствие этого возрастают прочностные свойства<br />
и уменьшается гидрофильность белков. Испарение воды,<br />
денатурационные изменения и взаимодействия с составными<br />
частями дыма более заметны во внешних слоях м я<br />
сопродукта, где концентрация последних больше.<br />
При горячем копчении образуется корочка денатурированных<br />
белков - периферийная защ итная зона, которая<br />
затрудняет проникновение составных частей дыма<br />
в глубь изделия и препятствует удалению влаги из продукта.<br />
Таким образом, продукт горячего копчения оказывается<br />
внутри менее плотным, чем продукт холодного<br />
копчения.<br />
Наиболее существенно этим изменениям (денатурации,<br />
коагуляции и дублению) подвергается коллаген,<br />
входящий в структуру мяса, оболочек колбасных изделий<br />
и кожи, покрывающей свинокопчености. Так, в про-<br />
154
цессе обжарки естественная оболочка колбас и поверхностный<br />
слой продукта под оболочкой дубятся, высокая<br />
температура обжарки (выше 60 С) вызывает их уплотнение<br />
в результате денатурации и усиленной коагуляции<br />
белков; защитные свойства оболочки и поверхностного<br />
слоя продукта повышаются.<br />
При холодном копчении сырых изделий продолжают<br />
развиваться автолитические и микробиальные процессы,<br />
которые начались в период посола и осадки, но с большей<br />
интенсивностью вследствие повышения температуры.<br />
При обжарке и горячем копчении, пока температура<br />
приближается к оптимуму действия ферментов (до 40-50 °С),<br />
автолитические процессы и реакции, катализируемые<br />
ферментами микроорганизмов, становятся более активными.<br />
По мере повышения температуры внутри продукта<br />
постепенно развивается денатурация белков и ферменты<br />
инактивируются.<br />
В результате автолитических и микробиальных процессов<br />
происходит частичный гидролитический распад<br />
основных веществ мяса: белков (протеолиз), липидов (липолиз),<br />
а также ряд других ферментативных процессов.<br />
Хотя гидролизуется сравнительно небольшая часть белковых<br />
веществ, этого все же достаточно для улучшения<br />
консистенции мяса: структура ткани разрушается, мясо<br />
становится мягким, нежным и готовым к употреблению.<br />
При изготовлении продуктов, которые коптят после<br />
варки (например, полукопченые колбасы), ферментативные<br />
процессы при копчении не происходят, так как<br />
вследствие тепловой денатурации белков в процессе варки<br />
ферменты оказываются уже инактивированными.<br />
Изменение вкуса и аромата. Специфические аромат<br />
и вкус, возникающие при обработке дымом изделий из<br />
мяса, являются результатом воздействия многих факторов.<br />
Прежде всего, они связаны с накоплением различных<br />
веществ, проникающих в продукт из дыма, таких<br />
как фенолы, карбонильные соединения и др. Эти вещества<br />
обладают различными оттенками запаха (например,<br />
пряными), кислым, горьким, острым, сладковатым при-<br />
155
вкусами и создают определенный букет вкуса и запаха<br />
копченого продукта. Д аж е при столь кратковрем енной<br />
обработке дымом, к ак обж арка, когда в продукт из дыма<br />
попадает сравнительно мало коптильны х вещ еств и они<br />
проникаю т на небольшую глубину, их количества достаточно<br />
для придания изделиям особого оттенков вкуса<br />
и аромата.<br />
Вещества дыма не только адсорбирую тся продуктом,<br />
но и вступаю т в химическое взаимодействие с его составными<br />
частям и с образованием новых вещ еств. П ри копчении<br />
одним и тем ж е дымом различны х продуктов (говядины<br />
, свинины , рыбы, сыра или слив) получаю тся и з<br />
делия со вкусом и ароматом копчения, присущ им и к а ж <br />
дому из них. Следовательно, вкус и аромат образую тся<br />
не только за счет проникновения в продукт и накоплен<br />
и я в нем ком понентов ды м а, но и за счет образования<br />
в процессе копчения новых соединений. Т ак, кислоты<br />
и карбонильные соединения ды м а реагирую т с аминны -<br />
ми группами белков, фенолы вступаю т в реакции с ам и<br />
нокислотами и т.д.<br />
Вкус и аромат копченого продукта в целом определяю<br />
тся, кроме того, м ногочисленны ми хим ическим и и з<br />
менениям и составных частей самого продукта вследствие<br />
автолитических процессов в сы рокопчены х изделиях,<br />
изм енения под действием тепловой обработки, слабого<br />
окисления липидов. В создании букета аромата и вкуса<br />
сырокопченых изделий важ ную роль играю т м икробиологические<br />
процессы, которые происходят в период<br />
копчения и суш ки.<br />
И зм енение окраски м ясопродуктов при копчении.<br />
Следствием копчения является окраш ивание поверхности<br />
обрабатываемых изделий в коричневы е тона, в результате<br />
которого готовые продукты приобретают приятны<br />
й и привы чны й для потребителя внеш ний вид.<br />
Х имизм окраш ивания копченостей связан с осаж дением<br />
окраш енны х компонентов ды м а на поверхности<br />
продукта. К числу окраш енны х ф ракций ды м а относятся<br />
некоторые смолы , углеводная ф р ак ц и я, ф енольная<br />
156
фракция. Окрашивание поверхности копченых изделий<br />
является также следствием химического взаимодействия<br />
некоторых коптильных веществ друг с другом или с кислородом<br />
воздуха после их осаждения на поверхности, а также<br />
с составными частями продукта, например, по типу<br />
реакции меланоидинообразования.<br />
Приобретение окраски поверхностью изделий зависит<br />
не только от воздействия на нее составных частей дыма,<br />
но и от температуры. При достаточно высоких температурах<br />
даже в том случае, когда изделия подвергаются<br />
сухому нагреву в отсутствие дымовых газов, наблюдается<br />
окрашивание поверхности.<br />
Вследствие горячего копчения увеличивается интенсивность<br />
окраски мяса. При обжарке, например, фарш<br />
приобретает розово-красный цвет. Это связано с изменением<br />
пигментов мяса. Обычно копчению предшествует<br />
посол с применением нитритов. По мере повышения температуры<br />
при копчении внутри продукта постепенно<br />
развивается денатурация белков, в результате чего освобождаются<br />
скрытые функциональные группы белков,<br />
в частности, «S/f-группы, обладающие восстанавливающими<br />
(редуцирующими) свойствами. Вследствие накопления<br />
восстанавливающих веществ (S/f-rpynn, освобождающихся<br />
при денатурации белков, диффузии, редуцирующих<br />
веществ, являющихся продуктами копчения)<br />
и воздействия бактериального фермента нитритредуктазы<br />
из нитритов освобождаются оксиды азота. Миоглобин<br />
в результате взаимодействия с N0 превращается<br />
в нитрозомиоглобин. Под действием высокой температуры<br />
белковая часть нитрозомиоглобина - глобин - денатурирует,<br />
а простатическая группа превращается<br />
в пигмент нитрозомиохромоген, сообщающий розовокрасную<br />
окраску солено-копченому мясу. Оксимиоглобин<br />
при нагревании мяса теряет кислород и переходит<br />
в миоглобин, нитрозомиоглобин и далее - в нитрозомиохромоген.<br />
Если температура обжарки поддерживается на недостаточно<br />
высоком уровне, а продолжительность процес-<br />
157
са соответственно возрастает, ускоряется распад нитрита<br />
до молекулярного азота. В фарше могут появиться серые<br />
неокрашенные участки.<br />
При холодном копчении (18-23 С) продукт приобретает<br />
вишнево-красную окраску, так как в результате<br />
неполного сгорания углерода появляется СО, который<br />
с миоглобином образует вишневый пигмент - карбоксимиоглобин.<br />
14.3. Консервирующий эффект копчения<br />
Копченые мясопродукты более устойчивы к воздействию<br />
на них гнилостной микрофлоры и к окисляющему<br />
действию кислорода воздуха на жиры, чем некопченые.<br />
Причиной этого являю тся следующие факторы.<br />
Количество микроорганизмов при горячем копчении под<br />
воздействием высокой температуры уменьшается, особенно<br />
на поверхности. Образование периферийной защитной<br />
зоны —корочки копчения предохраняет продукт<br />
от проникновения внешней микрофлоры.<br />
В результате копчения в мясных продуктах заметно<br />
снижается pH ; при копчении в продукт проникает большое<br />
число самых различных органических кислот. Например,<br />
после длительной обработки холодным дымом<br />
pH сырокопченых колбас смещается в кислую сторону<br />
на 0,4-0,5 единицы (оптимум для большинства гнилостных<br />
бактерий находится при pH 7,0-7,4, снижение pH<br />
относительно этого уровня неблагоприятно для их ж изнедеятельности)<br />
.<br />
Основную роль в подавлении ж изнедеятельности<br />
микробов играют удаление влаги из копченого продукта<br />
и увеличение концентрации соли в результате обезвоживания,<br />
что вызывает плазмолиз бактерий.<br />
Устойчивость продуктов, подвергшихся копчению,<br />
к воздействию микроорганизмов связана и с бактерицидным<br />
(вызывающим гибель микробов) действием коптильных<br />
веществ. Активными бактерицидами дыма яв-<br />
158
ляются формальдегид (муравьиный альдегид), фенол<br />
(карболовая кислота) и некоторые другие вещества.<br />
При горячем копчении коптильные компоненты дыма<br />
проникают в продукт в незначительных количествах<br />
вследствие образования корочки денатурированных белков,<br />
которая затрудняет проникновение составных частей<br />
дыма в глубь изделия и препятствует удалению влаги<br />
из продукта. Поэтому изделия горячего копчения м е<br />
нее стойки, чем холодного.<br />
Порча соленых продуктов, вырабатываемых из свинины,<br />
в большинстве случаев вызывается прогорканием<br />
жира. Соль катализирует его окисление кислородом воздуха,<br />
поэтому поверхностный слой жира быстро окисляется<br />
до стадии, делающей его непригодным в пищ у. В ы <br />
сокая устойчивость копченого шпика к окислительной<br />
порче зависит от наличия в коптильном дыме вещ еств,<br />
обладающих антиокислительными свойствами. Антиокислительное<br />
действие коптильных веществ обусловлено,<br />
прежде всего, фенольными компонентами дыма. В результате<br />
антиокислительного действия фенолов в ж ирах<br />
тормозятся окислительные процессы.
Глава XV. ИЗМЕНЕНИЕ МЯСА<br />
ПРИ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ<br />
Цель тепловой обработки мясопродуктов - доведение<br />
продукта до состояния кулинарной готовности. При этом<br />
процессе повышается стойкость продукта к микробиальной<br />
порче, и часто тепловую обработку применяют как<br />
один из методов консервирования. В этом случае прибегают<br />
к пастеризации и стерилизации. В результате тепловой<br />
обработки мясо приобретает новые характерные<br />
вкусовые и ароматические свойства, плотную консистенцию<br />
и обычно лучше усваивается организмом.<br />
Изменения свойств продукта, вызываемые нагревом,<br />
обусловлены изменением свойств их составных частей<br />
и потерями частей продукта в окружающую среду. Мясо<br />
и мясопродукты обычно нагревают от 60 до 180 С. Поэтому<br />
в зависимости от условий процесса и конечной температуры<br />
нагрева изменения составных частей и свойств<br />
готовых продуктов существенно различаются.<br />
15.1. И зменение белков<br />
Наиболее характерным изменением белков всех тканей<br />
при тепловой обработке является тепловая денатурация.<br />
При этом изменяются характерные свойства белков -<br />
уменьшаются их растворимость, гидратация. Белки, денатурированные<br />
нагреванием, легко агрегируют и коагулируют.<br />
Скоагулированные белки уплотняются с выделением<br />
воды.<br />
Денатурирующее действие тепла на белки мяса существенным<br />
образом зависит от условий, в которых происходит<br />
нагрев: от температуры нагрева, продолжительн<br />
о
ности теплового воздействия, присутствия или отсутствия<br />
достаточного количества влаги, отдаваемой при тепловой<br />
обработке, зависит от ряда факторов. К числу наиболее<br />
важных из них относятся степень развития коагуляционных<br />
явлений, возникающих после денатурации.<br />
Развитие коагуляционных явлений сопровождается<br />
уменьшением водосвязывающей способности белковых<br />
веществ и потерей воды. Отсюда следует, что и температура,<br />
и продолжительность тепловой обработки мясопродуктов<br />
должны быть лишь минимально необходимыми<br />
соответственно особенностям состава и свойств нагреваемого<br />
продукта. Например, при изготовлении карбонада<br />
используют мясо с небольшим содержанием соединительной<br />
ткани. Жесткость и обезвоживание такого мяса с увеличением<br />
нагрева возрастают. В этом случае длительность<br />
нагрева продукта не должна быть больше той, которая<br />
необходима для денатурации растворимых белков.<br />
Практически для этого достаточно прогреть продукт на<br />
всю глубину примерно до 70 °С.<br />
Для образцов мяса, содержащих в составе относительно<br />
большее количество соединительной ткани, состояние<br />
кулинарной готовности определяется степенью распада<br />
коллагена.<br />
На потерю воды продуктом существенно влияет и степень<br />
развития автолитических процессов к моменту нагрева.<br />
Количество влаги, отдаваемой при тепловой обработке,<br />
минимально при нагреве парного мяса. Оно резко<br />
увеличивается к моменту полного развития посмертного<br />
окоченения, после чего постепенно уменьшается по мере<br />
созревания мяса. Но даже спустя 10 сут. и более оно выше,<br />
чем при тепловой обработке парного мяса. Соответственно<br />
этому, мясо, сваренное в состоянии посмертного окоченения,<br />
очень жесткое, но тем нежнее и сочнее, чем больше<br />
степень созревания. При производстве мяса и мясопродуктов<br />
это обстоятельство необходимо учитывать.<br />
Так, для выработки вареных колбасных изделий, когда<br />
решающее значение имеет водосвязывающая способность<br />
мяса, предпочтительнее использовать парное мясо.<br />
11-0213 161
Водосвязывающую способность мясопродуктов, подвергаемых<br />
тепловой обработке, можно увеличить, сдвигая<br />
pH в ту или иную сторону от изоэлектрической точки<br />
белков животных тканей. Этого можно достигнуть, добавляя<br />
к измельченному мясу некоторые соли, например,<br />
фосфаты, или обрабатывая мясо органическими кислотами,<br />
например, уксусной.<br />
При варке мяса в воде теряются не только вода, но и водорастворимые<br />
вещества мяса. Если мясо, предназначенное<br />
для варки, погрузить в холодную воду и нагревать, то<br />
водорастворимые вещества мяса переходят в окружающую<br />
среду. Водорастворимые белки из наружных слоев<br />
мяса переходят в воду в количестве до 0,2% массы мяса,<br />
коагулируют, образуя пену, всплывающую на поверхность.<br />
В процессе варки из мяса в бульон переходит значительная<br />
часть водорастворимых витаминов, экстрактивных<br />
и минеральных веществ. При таком способе варки<br />
получают крепкий мясной бульон и довольно малоценное<br />
по вкусовым качествам вареное мясо. При погружении<br />
мяса в кипящую воду на него сразу же воздействует<br />
высокая температура. Происходит быстрая коагуляция<br />
белков поверхностного слоя - уплотнение поверхности<br />
мяса. Выделение воды, так же как и вкусовых веществ,<br />
затрудняется. Этот способ дает более сочное и более<br />
вкусное мяса и слабый бульон.<br />
Поваренная соль, добавляемая при варке мяса, вызывает<br />
набухание его волокон; волокна мяса как бы раздвигаются,<br />
что способствует большему проникновению воды<br />
в глубь мяса и, следовательно, лучшему экстрагированию<br />
водорастворимых веществ.<br />
15.2. Изменение липидов<br />
При варке мяса жир плавится и значительная часть<br />
его переходит в воду. Выплавленный жир всплывает в основном<br />
на поверхность бульона; небольшая часть его<br />
эмульгируется, что придает мутноватость бульону.<br />
162
При достаточно длительном нагреве в условиях контакта<br />
с водой и температуре выше 100 °С жир претерпевает<br />
химические изменения. При умеренном нагреве они<br />
невелики, по все же легко могут быть обнаружены. Так,<br />
отмечается увеличение кислотного числа, что свидетельствует<br />
о гидролитическом распаде жира. За счет присоединения<br />
гидроксильных групп по месту двойных связей<br />
вследствие взаимодействия триглицеридов с водой<br />
частично образуются оксикислоты. Последние сообщают<br />
бульону вкус и запах осаливания при длительной и энергичной<br />
варке жирного мяса и костей. Нагревание способствует<br />
и более быстрой окислительной порче жиров<br />
при хранении, особенно свинины. Если гидролиз жира<br />
не ведет к снижению пищевой ценности, то образование<br />
оксикислот снижает пищевую ценность какой-то части<br />
жира. Уменьшение пищевой ценности жира зависит от<br />
жесткости нагрева. Так, при жарении температура поверхностного<br />
слоя мяса или мясопродукта достигает 135 С<br />
и выше; при этом жир вытапливается и изменяется.<br />
Окислительные изменения жиров и процессы полимеризации<br />
приводят не только к изменению цвета (жир<br />
темнеет) и ухудшению запаха, но при этом могут образовываться<br />
вредные для организма вещества. Таким образом,<br />
при жарении происходят процессы, приводящие к<br />
порче жира.<br />
15.3. Изменение витаминов<br />
Теплрвая обработка мяса и мясопродуктов приводит к<br />
уменьшению содержания некоторых витаминов в результате<br />
их химических изменений, а также потерь в окружающую<br />
среду. Изменение содержания витаминов в мясе<br />
при нагревании зависит от их устойчивости к тепловому<br />
воздействию, а также от условий обработки мяса, главным<br />
образом от pH и присутствия кислорода. Тепловая<br />
обработка мяса и мясопродуктов даже при умеренных<br />
температурах приводит к некоторому снижению их ви-<br />
163
таминной ценности, а при нагреве выше 100 °С витамины<br />
значительно разрушаются (от 40 до 70%). Из водорастворимых<br />
витаминов наименее устойчивы витамины В,<br />
и аскорбиновая кислота (витамин С), из жирорастворимых<br />
витаминов - витамин D. Витамин А практически<br />
выдерживает температуру до 130 С. Однако сухой нагрев<br />
в контакте с воздухом, например, жарение мясопродуктов,<br />
сопровождается интенсивным разрушением витамина<br />
А и других витаминов, особенно тех, которые легко<br />
окисляются (Е, С).<br />
15.4. Образование компонентов вкуса и аромата<br />
В создании специфического букета вкуса и аромата<br />
мяса и различных мясопродуктов участвуют многочисленные<br />
вещества. Они появляются в процессе автолиза<br />
из белков, липидов, углеводов и других составных частей<br />
мяса и в процессе тепловой обработки. В результате<br />
нагревания мяса происходят сложные реакции, приводящие<br />
к образованию новых продуктов, обладающих вкусовыми<br />
и ароматическими свойствами. Эти вещества<br />
либо освобождаются из связанного состояния, в котором<br />
они находились в мясе, либо появляются в результате<br />
преобразования предшественников, либо образуются в результате<br />
взаимодействия веществ одного с другим.<br />
Решающую роль в образовании вкуса и запаха вареного<br />
мяса играют экстрактивные вещества. Тщательно отмытое<br />
от растворимых в воде веществ мясо после варки<br />
безвкусно и обладает очень слабым запахом. Экстрактивные<br />
вещества мяса накапливаются в результате распада<br />
высокомолекулярных соединений, и в то же время количество<br />
их уменьшается в результате собственного распада<br />
под влиянием нагрева.<br />
Важную роль в образовании вкуса вареного мяса играют<br />
глутаминовая кислота и натриевая соль. Даже в незначительном<br />
количестве (порядка 0,03%) они придают<br />
продукту вкус, близкий к вкусу мяса. Глутаминовая кис-<br />
164
лота может появиться при тепловом воздействии на мясо<br />
в результате освобождения из белков, при дезаминировании<br />
глутамина (амида глутаминовой кислоты), содержащегося<br />
в мышечной ткани в связи с какими-то соединениями.<br />
Возможным источником образования глутаминовой<br />
кислоты является и глютатион. При изготовлении<br />
бульонных кубиков для придания насыщенного вкуса<br />
бульону добавляют глутаминовую кислоту или ее соль -<br />
глутамат натрия. Их получают из белка крови - фибрина,<br />
содержащего 14% глутаминовой кислоты, белка молока<br />
- казеинат. Изменение вкуса мяса при нагревании<br />
также связано с образованием гипоксантина вследствие<br />
распада инозиновой кислоты. При 95 С через 1 ч распадается<br />
около 80% инозиновой кислоты.<br />
Важное значение в образовании аромата и отчасти вкуса<br />
мяса при нагревании играет реакция Майара (сахароаминная<br />
реакция, меланоидинообразования, неферментативное<br />
покоричневение). Это реакция взаимодействия<br />
между аминогруппами аминокислот, полипептидов или<br />
белков с углеводами.<br />
Реакция Майара - это целая серия реакций, часть из<br />
которых протекает последовательно, а часть —параллельно.<br />
Механизм всего процесса пока еще полностью не раскрыт.<br />
Однако установлено, что на каждой стадии этого<br />
многостадийного процесса могут образовываться побочные<br />
продукты сахароамидной реакции. При этом в основном<br />
образуются карбонильные соединения (альдегиды,<br />
кетоны, летучие кислоты), серосодержащие соединения<br />
и др., которые обусловливают появление характерного<br />
запаха. При сахароаминной реакции образуются<br />
темно-коричневые меланоидины —полимеры. Продукт<br />
приобретает коричневатую окраску. Однако до сих<br />
пор не удалось полностью выяснить структуру этих веществ.<br />
Более активно в реакции Майара участвуют низкомолекулярные<br />
вещества, в частности аминокислоты и моносахариды,<br />
предпочтительнее - пентозы. Поэтому одну<br />
из причин улучшения аромата вареного мяса с развити-<br />
165
ем автолиза связывают с накоплением в нем свободных<br />
аминокислот и моносахаридов.<br />
Р еакц и я м еланоидинообразования очень медленно<br />
протекает в сыром мясе, но резко ускоряется при нагревании.<br />
Так, при 60 С она идет в 20 раз быстрее, чем при<br />
37 °С, но и при этой температуре скорость ее достаточна.<br />
В наиболее наглядной форме ее последствия проявляю т<br />
ся при жарении. Вследствие высокой температуры, используемой<br />
при жарении мяса (130-180 С), во внешнем<br />
слое его возникаю т процессы, в результате которых и<br />
появляется характерная коричневая окраска, и формируются<br />
аромат и вкус жареных продуктов. Образование<br />
коричневой окраски - необходимое условие ж арения.<br />
Однако пищевые меланоидины, образующиеся при кулинарной<br />
обработке продуктов, снижают их пищевую<br />
ценность. Дело в том, что меланоидины не расщ епляю т<br />
ся пищеварительными ферментами человека и, следовательно,<br />
не усваиваю тся. Они теряю т свои полезны е<br />
свойства, а вместе с ними теряется и значительная часть<br />
белков, незаменимых аминокислот (до 30% ), витаминов.<br />
Карбонильные соединения образуются не только в реакции<br />
Майара, но и в какой-то степени накапливаются при<br />
автолизе. Альдегиды образуются такж е из аминокислот<br />
при их окислительном декарбоксилировании и дезаминировании<br />
при нагревании. Например, из аминокислоты<br />
метионина образуется альдегид метиональ, обладающий<br />
мясным запахом, из треонина - аг-кетомасляная<br />
кислота, обладающая сильным запахом бульона.<br />
На оттенок аромата вареного мяса влияют сероводород<br />
(особенно в образовании аромата куриного мяса), меркаптаны.<br />
Возможным источником образования сульфидов<br />
являю тся серосодержащие аминокислоты, в частности<br />
цистин и цистеин, а такж е пептид глютатион.<br />
Дополнительный аромат бульону придают и некоторые<br />
летучие соединения, связанные с жирами и освобождающиеся<br />
одновременно с выплавлением жира.<br />
166
Глава XVI. БИОХИМИЯ ЯЙЦА<br />
У птиц, в отличие от млекопитающих, зародыш развивается<br />
вне тела матери и для своего развития он использует<br />
питательные вещества, заключенные в яйце.<br />
Яйцо - это половая клетка. Собственно яйцевой клетке<br />
в неоплодотворенном яйце птиц соответствует небольшое<br />
светлое пятнышко. Здесь помещаются протоплазма и<br />
ядро. К моменту кладки яйца зародыш уже имеет форму<br />
многоклеточной пластинки (зародышевый диск). Биологические<br />
функции яйца - защита и питание развивающегося<br />
организма.<br />
16.1. Строение яйца<br />
Яйцо состоит из трех главных частей: скорлупы, белка<br />
и желтка (рис. 16.1).<br />
Скорлупа яйца - это наружная плотная оболочка, необходимая<br />
для защиты его содержимого от внешних влияний.<br />
В скорлупе различают наружную пористую оболочку,<br />
содержащую большое количество тонких канальцев<br />
(пор), через которые поступает воздух. Под ней помещается<br />
внутренняя двойная подскорлупная оболочка.<br />
Непосредственно после снесения на тупом конце яйца<br />
двойная подскорлупная оболочка раздваивается и заполняется<br />
воздухом, образуется воздушная камера - пуга -<br />
вследствие изменения объема содержимого яйца, частично<br />
из-за снижения температуры, частично из-за обезвоживания<br />
яйца в результате испарения влаги. Скорлупа<br />
составляет 12% общей массы яйца.<br />
Белок птичьего яйца - это запас питательных веществ<br />
для развивающегося организма. Он снабжает его водой,<br />
предохраняет зародыш от высыхания, а также растворяет<br />
167
Рис. 16.1. Строение яйца<br />
некоторые минеральные вещества, участвующие в построении<br />
зародыша. Яичный белок составляет 58% общей<br />
массы яйца. Белок состоит из трех слоев: наружного жидкого,<br />
среднего плотного и внутреннего жидкого.<br />
Желток содержит питательные вещества, необходимые<br />
для развития зародыша. Он образован несколькими концентрически<br />
расположенными чередующимися светлыми<br />
(более тонкими) и желтыми (более толстыми) слоями.<br />
В центре находится светло-желтый желток кувшинообразной<br />
формы, с узким горлышком, выходящим к поверхности<br />
желтка. В воронке этого горлышка и помещается<br />
зародышевый диск. Желток заключен в тонкую оболочку.<br />
При выливании яйца из скорлупы желточная оболочка<br />
способствует сохранению формы желтка. В центре<br />
яйца желток удерживается благодаря двумя плотно скрученным<br />
белковым тяжам, отходящим к острому и тупому<br />
концам яйца, называемым градинками. Градинки закручены<br />
в противоположные стороны, благодаря чему при<br />
поворачивании яйца вокруг его длинной оси желток сохраняет<br />
центральное положение, так что зародышевый<br />
диск оказывается вверху. Желток составляет 30% общей<br />
массы яйца.<br />
16.2. Химический состав яйца<br />
В состав птичьего яйца входят все вещества, обеспечивающие<br />
рост и развитие зародыша. Химический состав<br />
168
яиц колеблется в зависимости от вида, породы, возраста<br />
птицы, корма.<br />
Таблица 8<br />
Химический состав (в% ) яиц<br />
--------------------------- --<br />
компонент кур индеек уток гусей<br />
1<br />
................-<br />
- - .......<br />
Вода 73,6 73,7 69,7 70,6<br />
Сухие вещества 26,4 26,3 30,3 29,4<br />
Органические<br />
вещества<br />
25,6 25,5 29,3 28,4<br />
Белки 12,8 13,1 13,7 14,0<br />
Липиды 11,8 11,7 117 14,4 13,0<br />
Углеводы 1,0 0,7 1,2 1,2<br />
Минеральные<br />
вещества<br />
0,8 0,8 1.3 1,0<br />
В табл. 8 приведен химический состав содержимого<br />
яиц различных видов сельскохозяйственных птиц. Как<br />
видно из табл. 8, основной составной частью содержимого<br />
яйца является вода. На втором месте по количественному<br />
содержанию стоят органические соединения, главным<br />
образом белки и жиры. В яйце содержатся витамины<br />
В12, Ва, В6, РР,А, D .E, К и др.<br />
Состав яичного белка. Яичный белок хорошо растворим<br />
в воде, с которой образует вязкие коллоидные растворы,<br />
Как сам белок, так и его водные растворы при сбивании<br />
с воздухом образуют устойчивую и прочную пену.<br />
Это имеет большое практическое значение в кондитерском<br />
и других производствах.<br />
Ряд белков может быть разделен электрофоретически<br />
на несколько фракций. Так, овальбумин можно разделить<br />
на три фракции, на три компонента разделяется<br />
и овоглобулин, а всего в курином белке их установлено<br />
более 10. Овальбумин и овоглобулин - простые белки: кональбумин,<br />
овомуцин и овомукоид - гликопротеиды; лизоцим<br />
(муромидаза) - обладает антибактериальными<br />
12-0213 169
свойствами. Яичный белок отличается низким содержанием<br />
ферментов. В небольшом количестве белок яйца<br />
содержит пигмент овофлавин оранжево-желтого цвета,<br />
дающий желто-зеленую флуоресценцию. Из минеральных<br />
веществ в наибольших количествах в белке яйца обнаружены<br />
калий, натрий, фосфор, сера, хлор, кальций,<br />
магний; очень мало железа. Присутствует и большое количество<br />
микроэлементов (молибден, никель, кобальт,<br />
хром, медь, марганец и др.)<br />
Состав яичного желтка. Ж елток представляет собой<br />
нерастворимую в воде массу желтого цвета. Это эмульсия<br />
липидов и липопротеидов в воде.<br />
Большую часть сухого вещества желтка составляют<br />
липиды: в желтке их вдвое больше, чем белков. Из общего<br />
количества липидов 2/3 —жиры; около 34% всех ж ирных<br />
кислот яйца насыщенные и 66% —ненасыщенные.<br />
Они входят в состав триглицеридов, а также встречаются<br />
в яйце в свободном состоянии. Липоиды, входящие в состав<br />
ж елтка, представлены фосфатидами, стеринами, цереброзидами,<br />
сфингомиелинами. Особенно много в желтке<br />
лецитина, кефалина и холестерина.<br />
В желтке присутствуют следующие белки: липовителлин<br />
(около 67% количества белков), ливетин (около 24%)<br />
и фосфовитин (около 90%). Эти белки не являются однородными<br />
и могут быть разделены на фракции.<br />
Липовителлин - это комплекс белка с липидами. Молекула<br />
этого белка содержит около 17% липидов, в основном<br />
фосфолипидов. Белковая часть липовителлина -<br />
сложный белок фосфопротеид. Около 1/3 фосфора, содержащегося<br />
в желтке, входит в состав липовителлина. Ливетин<br />
в противоположность липовителлину содержит<br />
мало фосфора, но много серы (примерно 1/3 всей серы<br />
желтка).<br />
Фосфовитин - весьма необычный белок: около половины<br />
его аминокислотных остатков представляют собой<br />
фосфорилированный серий. В нем содержится 10% фосфора<br />
и почти нет серы.<br />
Ж елток яйца богат витаминами. В нем содержатся<br />
витамины A, D, Е, К , группы В. Ферменты в желтке при-<br />
170
сутствуют в больших количествах, чем в белке. Минеральный<br />
состав желтка значительно отличается от минерального<br />
состава белка яйца. Белок богат хлоридами калия<br />
и натрия. Желток отличается значительно большим<br />
содержанием фосфора, которого в нем в 30 раз больше,<br />
чем в белке, - 0,6% общей массы желтка.<br />
Окраска желтка зависит от присутствия двух пигментов<br />
—ксантофилла и каротина. Интенсивность окраски<br />
желтка зависит от содержания этих пигментов в корме.<br />
Состав скорлупы. Скорлупа яиц состоит в основном из<br />
минеральных веществ, на долю которых приходится<br />
94-97% . Органических веществ в скорлупе 3-6%.<br />
Главные минеральные вещества скорлупы —карбонат<br />
кальция (около 93% массы скорлупы), карбонат магния,<br />
а также фосфаты этих катионов - содержатся в относительно<br />
небольшом количестве. Органическая часть скорлупы<br />
почти полностью состоит из белков, близких к кератину<br />
и коллагену. Цвет скорлупы зависит от присутствия<br />
в ее составе пигмента овопорфирина.<br />
16.3. Пищевая ценность яиц<br />
Яйца являются превосходным пищевым продуктом.<br />
В них в идеальном соотношении содержатся белки, липиды,<br />
витамины, минеральные вещества и углеводы.<br />
Пищевая ценность яиц определяется высоким содержанием<br />
в них полноценных и легкоусвояемых белков. Яйца<br />
содержат все незаменимые аминокислоты, причем соотношение<br />
последних в яйце примерно такое же, как<br />
и в самом организме. Таким образом, белки яиц, как и<br />
белки молока, полностью отвечают требованиям, предъявляемым<br />
к полноценным белкам.<br />
Однако для покрытия потребностей организма в белках<br />
только за счет яиц необходимо потребление последних<br />
в таких количествах, при которых может нарушиться<br />
нормальный обмен веществ в организме. Так, при<br />
употреблении большого количества белка сырых яиц со-<br />
171
держащийся в нем белок авидин связывается с биотипом<br />
(витамином Н), образуя биологически неактивный комплекс<br />
биотип —авидин. Образование такого комплекса<br />
у человека и животных приводит к авитаминозу. Вместе<br />
с этим при избыточном количестве ценные составные<br />
части яйца не будут усваиваться организмом. При условии,<br />
если в диете количество белка цельного яйца не превышает<br />
0,65 г на 1 кг массы тела, их усвояемость приближается<br />
к усвояемости белков молока.<br />
Пищевая ценность яйца обусловлена также высоким<br />
содержанием в его составе биологически полноценных<br />
и хорошо усвояемых жиров и липоидов.<br />
В составе яйца содержатся почти все известные витамины.<br />
16.4. Изменения яиц при хранении<br />
В процессе хранения яиц происходят различные изменения.<br />
Это автолитические изменения, микробиальная,<br />
окислительная порча яиц, усушка. Автолитическим<br />
изменениям подвергаются все основные фракции яйца:<br />
углеводная, белковая и липидная. Цельное яйцо сравнительно<br />
устойчиво к воздействию на него микробов, поэтому<br />
его можно длительно хранить при небольших положительных<br />
температурах. В этих условиях автолитические<br />
изменения в яйце могут быть довольно значительными.<br />
Общее направление автолитических изменений<br />
в яйце в своей основе сходно с автолизом животных тканей:<br />
это ферментативный распад сложных систем на более<br />
простые и распад высокомолекулярных соединений<br />
на низкомолекулярные. Вследствие гидролитического<br />
распада белков в яйце увеличивается содержание свободных<br />
аминокислот и других низкомолекулярных азотсодержащих<br />
соединений. Наблюдается медленное постепенное<br />
разжижение белка. Очень быстро распадаются<br />
фосфопротеиды и образующие из них фосфатиды до более<br />
простых соединений фосфора. Уже через 8 мес. при<br />
172
температуре около 10 С их содержание в белке в десятки<br />
раз больше начального.<br />
Жир, содержащийся в яйце, хотя и медленно, гидролизуется<br />
в течение всего времени хранения яйца. Небольшое<br />
увеличение кислотного числа жира отмечается уже<br />
к концу третьего месяца хранения. Через 12 мес. оно увеличивается<br />
более чем на 70% в сравнении с начальным.<br />
С течением времени в яйце уменьшается содержание<br />
некоторых витаминов. Особенно нестоек витамин А, значительно<br />
уменьшается содержание витамина В6. Автолитические<br />
процессы усиливаются с повышением температуры.<br />
При длительном хранении яиц или при хранении их<br />
в неблагоприятных условиях развиваются гнилостные<br />
процессы под действием проникших через поры яйца<br />
микроорганизмов. При развитии гнилостных продуктов<br />
в яйце, как и при гнилостной порче мясопродуктов, под<br />
действием ферментов гнилостных микроорганизмов образуются<br />
сероводород, аммиак, низкомолекулярные<br />
кислоты, метан, скатол, индол и др.<br />
На свойства яиц при хранении существенно влияет<br />
влаго- и газообмен с внешней средой. Наблюдается усушка,<br />
которая зависит от длительности хранения яиц, температуры<br />
и влажности окружающей среды, количества<br />
пор на скорлупе. При усушке увеличивается воздушная<br />
камера - пуга.<br />
Взаимодействие содержимого яйца с кислородом воздуха<br />
сопровождается ухудшением его органолептических<br />
характеристик. Вкус и аромат яйца по мере развития<br />
этих процессов приобретают характерный «лежалый»<br />
оттенок, вначале в желтке, а потом и в белке.<br />
Для длительного хранения яиц необходимо замедлить<br />
(приостановить) деятельность микробов и развитие автолитических<br />
процессов при помощи низких температур.<br />
Кроме того, необходимо предотвратить проникновение<br />
микробов в яйцо через поры скорлупы, защитить от влаго-<br />
и газообмена. Для этого при хранении яиц применяют<br />
покрытие их искусственными оболочками (жидкое<br />
173
стекло, минеральные и пищевые масла), а также кратковременную<br />
тепловую обработку. В последнем случае<br />
яйца на короткое время погружают в кипяток. При этом<br />
свойства яиц не изменяются, но тонкая пленка белка под<br />
скорлупой коагулирует и закупоривает скорлупу изнутри.<br />
Обогащение атмосферы углекислым газом улучшает<br />
холодильное хранение яиц.<br />
16.5. Продукты переработки яиц<br />
Продуктами переработки яиц являются сухой яичный<br />
порошок и мороженые яичные продукты. Они отличаются<br />
высокой пищевой ценностью. Эти продукты используют<br />
в мясной и пищевой промышленности, общественном<br />
питании и являются очень удобными для длительного<br />
хранения и транспортировки.<br />
Яичный меланж - это замороженная смесь белка и желтка.<br />
Меланж должен содержать не более 75% воды, не менее<br />
10% жира и 10% белков. Величина pH среды не должна<br />
превышать 7,0. В процессе замораживания и храпения<br />
меланжа теряется растворимость липовителлина.<br />
Яичный порошок получают высушиванием яичной<br />
массы. При высушивании необходимо сохранить физико-химические<br />
свойства продукта, особенно его растворимость.<br />
Поэтому процесс сушки ведут при температурах<br />
(52-60 °С), не вызывающих заметной денатурации<br />
белка и, следовательно, снижения его растворимости.<br />
Денатурация белков в процессе сушки зависит и от реакции<br />
среды (наименьшая при pH 7,0). Растворимость сухого<br />
белка после сушки снижается лишь на 2-2,5%. Составные<br />
части яйца частично окисляются, а некоторые<br />
легко летучие соединения удаляются с водяным паром.<br />
Большинство витаминов яйца в процессе сушки почти<br />
не разрушается, но некоторые из них, особенно легкоокисляющиеся<br />
(A, D и В12), частично теряются. Средний<br />
химический состав сухого яичного порошка должен быть<br />
следующим: вода - 7%, белок - 43,2, липиды - 40,9%.<br />
174
Изменения при сушке яиц менее значительны, чем<br />
при последующем хранении яичного порошка. Это объясняется<br />
главным образом тем, что составные части яйцепродуктов<br />
окисляются кислородом воздуха; 40-60% объема<br />
порошка занимает воздух. При длительном хранении<br />
яичного порошка появляются признаки окислительной<br />
порчи липидов. Окислительные процессы резко ускоряются<br />
с повышением температуры и на свету. Происходит<br />
прогоркание липидов, а иногда появляется и рыбный<br />
привкус. Этот вызвано расщеплением лецитина.<br />
Выделяющийся при этом расщеплении холин превращ а<br />
ется в окись триметиламина, которая и обладает рыбным<br />
вкусом и запахом. Усиление окислительных процессов<br />
при хранении сухих яйцепродуктов приводит к потерям<br />
некоторых витаминов (A, D, В,).
Список литературы<br />
1. Анисимов В.JI. Основы биохимии. —М.: Изд. «Пищепром»,<br />
1984.<br />
2. Алехина JI. Т., Большаков А.С., Вересков В.Г.//Технология<br />
мяса и мясных продуктов /Под ред. Рогова И.А.<br />
-М ., 1988.<br />
3. Антипова JI.В., Жеребцов Н.А. Биохимия мяса и мясопродуктов.<br />
//Изд. Воронежского универс., 1991.<br />
4. Березов Т.Г., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия.<br />
- М.: Изд. «Медицина», 1983.<br />
5. Богатырев А.Н., Рогов И.А. О перспективах развития<br />
работ в области создания комбинированных продуктов<br />
питания //Мат-лы II Всесоюзн. научно-техн.конф.<br />
«Разработка процессов получения комбинированных<br />
продуктов питания (технология, аппаратурное оформление,<br />
оптимизация)». - М., 1984.<br />
6. Грачева И.М. Технология ферментативных препаратов.<br />
—М.: Изд. «Пищепром», 1975.<br />
7. Головня Р.В. Теоретические и практические аспекты<br />
создания пищевых красителей и ароматизаторов для<br />
комбинированных пищевых продуктов //Мат-лы II Всесоюзн.<br />
научно-техн.конф. «Разработка процессов получения<br />
комбинированных продуктов питания (технология,<br />
аппаратурное оформление, оптимизация)». —М.,<br />
1984.<br />
8. Зайченко А.И., Волгарев М.Н., Высоцкий В.Г. Медико-биологические<br />
аспекты разработки комбинированных<br />
белковых продуктов //Мат-лы II Всесоюзн. научнотехн.<br />
конф. «Разработка процессов получения комбинированных<br />
продуктов питания (технология, аппаратурное<br />
оформление, оптимизация)». - М.,1984.<br />
9. Кретович В.Л. Биохимия растений. - М.: Изд. «Высшая<br />
школа», 1980.<br />
10. Ленинджер А. Основы биохимии/Пер.с англ.<br />
Гобулева В.Г., Гроздовой М.Д., Преображенского С.Н.;<br />
под ред. Энгельгарда В.А., Варшавского Я.Н. 1,2,3 тт.<br />
-М ., 1985.<br />
176
Н.МесхиА.И. Биохимия мяса, мясопродуктов и птицепродуктов.<br />
- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.<br />
12. Рогов И.А. Биохимия мяса и мясопродуктов. - М.:<br />
Экономика, 1988.<br />
13. Розанцев Э.Г. Нитриты или колоранты/Мат-лы II<br />
Всесоюзн. научно-техн.конф. «Разработка процессов получения<br />
комбинированных продуктов питания (технология,<br />
аппаратурное оформление, оптимизация)*. -<br />
М., 1984.<br />
14. Толстогузов В.Б. Искусственные продукты питания.-М.,<br />
1978.<br />
. 15. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман И.<br />
Основы биохимии. 1, 2, Зтт. - М.: Изд. «Мир», 1981.
Содержание<br />
Введение......................................................................................... 3<br />
Раздел 1. БИОХИМИЯ ТКАНЕЙ И ОРГАНОВ<br />
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ<br />
Глава I. Биохимия мышечной ткани........................................5<br />
1.1. Строение поперечнополосатой мышечной т к а н и ........ 5<br />
1.2. Химический состав мышечной тк ан и .............................8<br />
1.3. Сокращение и релаксация мышц ................................. 26<br />
1.4. Автолитические превращения мышечной т к а н и ...... 30<br />
1.5. Механизм и химизм посмертных изменений.............. 32<br />
1.6. Изменения углеводной системы.................................... 33<br />
1.7. Изменение состояния белков<br />
в процессе автолиза .................................................................. 35<br />
Глава II. Биохимия крови....................................................... 38<br />
2.1. Строение и физико-химические свойства крови ....... 39<br />
2.2. Химический состав крови.............................................. 40<br />
2.3. Биохимические превращения крови ........................... 45<br />
2.4. Пищевая ценность крови................................................ 50<br />
Глава III. Биохимия соединительной ткани....................... 52<br />
3.1. Строение соединительной ткани .................................. 52<br />
3.2. Химический состав соединительной ткани ............... 53<br />
3.3. Собственно соединительная ткань .............................. 58<br />
3.3. Хрящевая т к а н ь .............................................................. 60<br />
3.4. Костная тк ан ь .................................................................. 61<br />
3.5. Изменение коллагена при технической<br />
обработке.................................................................................... 63<br />
Глава IV. Биохимия жировой ткани..................................... 67<br />
4.1. Химический состав жировой ткани ............................ 68<br />
4.2. Биохимические и физико-химические<br />
изменения жиров...................................................................... 70<br />
4.3. Перекисный радикал ...................................................... 73<br />
4.4. Углеводородный радикал жирной кислоты............... 74<br />
Глава V. Биохимия покровной ткани.................................. 79<br />
5.1. Строение шкуры .............................................................. 80<br />
5.2. Химический состав покровной ткани.......................... 81<br />
5.2. Потовые и сальные железы ........................................... 85<br />
Глава VI. Биохимия нервной ткани..................................... 87<br />
6.1. Химический состав нервной ткани .............................. 88
6.2. Биохимические процессы,<br />
протекающие в нервной ткани............................................ 89<br />
6.3. Пищевая ценность мозга............................................. 90<br />
Глава УП. Биохимия внутренних органов........................91<br />
7.1. Печень ............................................................................ 91<br />
7.2. Почки ............................................................................. 94<br />
7.3. Легкие ............................................................................ 95<br />
7.4. Автолитические изменения, происходящие<br />
в печени, почках и легких................................................... 95<br />
7.5. Пищевая ценность печени, почек и легких .............. 96<br />
Глава УШ. Биохимия эндокринных<br />
и пищеварительных ж елез................................................. 98<br />
8.1. Паращитовидные ж елезы.......................................... 100<br />
Раздел 2. СОСТАВ МЯСА И ЯИЦ. БИОХИМИЧЕСКИЕ<br />
ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В НИХ ПРИ ХРАНЕНИИ<br />
И ПЕРЕРАБОТКЕ<br />
Глава IX. Состав, свойства и пищевая ценность мяса.... 104<br />
9.1. Химический состав и пищевая ценность<br />
компонентов мяса ............................................................... 105<br />
9.2. Водосвязывающая способность мяса ....................... 107<br />
9.3. Характеристика мяса по аромату и вкусу ............... 111<br />
9.4. Окраска свежего мяса .................................................112<br />
9.5. Особенности мяса домашней птицы..........................112<br />
Глава X. Биохимические основы<br />
созревания м яса.................................................................. 115<br />
10.1 Общая характеристика процесса созревания .........115<br />
10.2. Изменение консистенции мяса................................ 117<br />
10.3. Изменение влагосвязывающей способности<br />
мяса в процессе созревания.................................................120<br />
10.4. Накопление веществ, обусловливающих<br />
аромат и вкус........................................................................ 122<br />
10.5. Интенсификация созревания.......... ....................... 124<br />
10.6. Загар мяса...................................................................125<br />
Глава XI. Изменение мяса при<br />
холодильной обработке..................................................... 127<br />
11.1. Физические изменения при<br />
замораживании и хранении мяса...................................... 127<br />
11.2. Автолитические изменения..................................... 130<br />
11.3. Химические изменения.............................................132
11.4. Изменения свойств мяса при размораживании — 133<br />
Глава XII. Биохимические изменения мяса<br />
под воздействием микробов..................................................135<br />
12.1. Гниение м яса................................................................. 135<br />
12.2. Биохимические основы использования.................. 138<br />
микрофлоры в производстве мясопродуктов..................... 138<br />
Глава XIII. Изменение мяса в процессе посола............... 140<br />
13.1. Посол как диффузионно-осмотический<br />
процесс....................................................................................... 140<br />
13.2. Изменение составных частей мяса при посоле...... 141<br />
13.3. Образование специфической окраски...................... 146<br />
13.4. Изменение вкуса и аромата....................................... 149<br />
13.5. Консервирующее действие поваренной соли.......... 151<br />
Глава XIV. Изменение мяса при копчении..................... 152<br />
14.1. Состав коптильного ды м а.......................................... 152<br />
14.2. Изменение свойств мяса при копчении................... 153<br />
14.3. Консервирующий эффект копчения......................... 158<br />
Глава XV. Изменение мяса при тепловом<br />
воздействии.............................................................................. 160<br />
15.1. Изменение белков........................................................ 160<br />
15.2. Изменение липидов..................................................... 162<br />
15.3. Изменение витаминов................................................. 163<br />
15.4. Образование компонентов вкуса и аром ата........... 164<br />
Глава XVI. Биохимия я й ц а.................................................. 167<br />
16.1. Строение я й ц а .............................................................. 167<br />
16.2. Химический состав я й ц а ........................................... 168<br />
16.3. Пищевая ценность яиц .............................................. 171<br />
16.4. Изменения яиц при хранении................................... 172<br />
16.5. Продукты переработки я и ц ....................................... 174<br />
Список литературы ............................................................... 176
Серия «Профессиональное образование»<br />
Алимарданова Мариям Калабаевна<br />
БИОХИМИЯ МЯСА И МЯСНЫХ<br />
ПРОДУКТОВ<br />
Учебное пособие