Автолиз мяса

Авто́лизмяса— процесс самопроизвольного изменения химического состава, структуры и свойствмясного сырьяпосле убояживотногопод воздействием собственныхферментовмяса.
После прекращения жизни животного, в связи с прекращением поступлениякислорода, отсутствием окислительных превращений икровообращения, торможениемсинтезаи выработки энергии, накопления в тканях конечных продуктовобменаи нарушенияосмотического давленияклеток, в мясе имеет место самораспад прижизненных систем и самопроизвольное развитие ферментативных процессов за счет длительно сохраняющих своюкаталитическуюактивность ферментов. В результате их развития происходит распадтканевыхкомпонентов, изменяются качественные характеристики мяса (механическая прочность, уровень водосвязывающей способности, вкус, цвет, аромат) и его устойчивость к микробиологическим процессам.
Изменение свойств мяса происходит в определённой последовательности в соответствии с основными этапами автолиза (парное мясо → посмертное окоченение → разрешение посмертного окоченения и созревание → глубокий автолиз), и его качественные показатели при этом существенно различаются.
К парному относят мясо непосредственно после убоя животного и разделкитуши(для мясаптицыдо 30 мин, дляговядины— 2-4 ч). В нёммышечная тканьрасслаблена, мясо характеризуется мягкой консистенцией, сравнительно небольшой механической прочностью, высокой водосвязывающей способностью. Вкус и запах такого мяса выражены недостаточно. Нормальное парное мясо имеетpH7,2.
Примерно через 3 ч после убоя начинается развитиепосмертного окоченения(rigor mortis), приводящее к резкому снижению водосвязывающей способности, росту механической прочности, снижению pH до 5,5-5,6, ухудшению цвета и запаха. Мясо постепенно теряетэластичность, становится жёстким и трудно поддаётся механической обработке. Такое мясо сохраняет повышенную жёсткость и после варки. Полное окоченение наступает в разные сроки в зависимости от особенностей животного и параметров окружающей среды. Для говядины при 0 °C окоченение достигает максимума через 24-48 ч.
После полного окоченения начинается разрешение окоченения:мускулатурарасслабляется, уменьшаются прочностные свойства мяса, увеличивается водосвязывающая способность. Однакокулинарныепоказатели мяса (нежность, сочность, вкус, запах и усваиваемость) ещё не достигают оптимального уровня и выявляются при дальнейшем развитии автолитических процессов: для говядины при 0-4 °C — через 25-30 сут. В технологической практике нет установленных показателей полной зрелости мяса и, следовательно, точных сроков созревания. Это объясняется прежде всего тем, что важнейшие свойства мяса при созревании изменяются неодновременно. Так, жёсткость наиболее заметно уменьшается через 5-7 сут. после убоя (при 0-4 °C) и в последующем, хотя и медленно, продолжает уменьшаться. Органолептические показатели достигают оптимума через 10-14 сут. В дальнейшем улучшения запаха и вкуса не наблюдается. Тому или иному способу использования мяса должен соответствовать определённый и наиболее благоприятный уровень развития автолитических изменений тканей. О пригодности мяса для определённых целей судят по свойствам и показателям, имеющим для данной конкретной цели решающее значение.
В основе автолитических превращений мяса лежат изменения углеводной системы, системы ресинтезаАТФи состояниямиофибриллярныхбелков, входящих в систему сокращения.
В связи с отсутствием поступления кислорода в организм ресинтезгликогенав мясе после убоя идти не может, и начинается его анаэробный распад, который протекает по путифосфоролизаиамилолизас образованиеммолочной кислотыиглюкозы. Скоростьгликолизаможно регулировать: введениехлорида натрияв парное мясо подавляет процесс; применение электростимуляции — ускоряет. Интенсивный прижизненный распад гликогена может вызыватьсястрессовымиситуациями у животных.
Через 24 часа гликолиз приостанавливается вследствие исчерпания запасов АТФ и накопления молочной кислоты, подавляющей фосфоролиз.
Ферментативный распад гликогена является пусковым механизмом для развития последующих физико-химических и биохимических процессов. Накопление молочной кислоты приводит к смещениюpHмяса в кислую сторону от 7,2-7,4 до 5,4-5,8, в результате чего:
На первой стадии автолиза важное значение имеет уровень содержания в мясе энергоёмкойАТФ, вследствие дефосфорилирования (распада) которой осуществляется процесс фосфоролиза гликогена. Одновременно энергия дефосфорилирования обеспечивает сокращение миофибриллярных белков.
Для мяса в послеубойный период характерно непрерывное снижение концентрации АТФ. Вследствие уменьшения запасов АТФ, в мясе не хватает энергии для восстановления состояниярелаксациисократившихся волокон.
Накоплениемолочной(ифосфорной) кислоты, как уже отмечалось, оказывает существенное влияние на состояние мышечных белков, что в свою очередь предопределяет технологические свойства мяса: консистенцию, водосвязывающую способность,эмульгирующиеиадгезионныепоказатели.
Сущность этих изменений в основном связана с процессом образования актомиозинового комплекса и зависит от наличия в системе энергии иионовкальция(Ca). Непосредственно после убоя количество АТФ в мясе велико, Caсвязан ссаркоплазматическойсетью мышечного волокна,актиннаходится в глобулярной форме и не связан смиозином, что обуславливает расслабленность волокон, большое количествогидрофильныхцентров и высокую водосвязывающую способность. СдвигpHмяса в кислую сторону запускает механизм превращений миофибриллярных белков:
Результатом сокращения является нарастание жёсткости мяса, уменьшение эластичности и уровня водосвязывающей способности. Механизм дальнейших изменений миофибриллярных белков, приводящий к разрешению посмертного окоченения, изучается. Однако, ясно, что на первых стадиях созревания происходит частичнаядиссоциацияактомиозина, одной из причин которой является увеличение в этот период количества легкогидролизуемых фосфатов и, очевидно, воздействие тканевыхпротеаз.
Характер развития автолиза в белых и красных мышечных волокнах мяса несколько отличается.
Красные волокна, в отличие от белых, характеризуются медленным сокращением и высокой длительностью процесса.
В процессе длительного созревания мяса происходит существенное улучшение органолептических и технологических характеристик. На ранних стадиях автолиза мясо не имеет выраженного вкуса и запаха, которые в зависимости от температуры хранения появляются лишь на 3-4 сутки в связи с образованием продуктов ферментативного распада белков и пептидов (глютаминовая кислота,треонин, серосодержащиеаминокислоты),нуклеотидов(инозин,гипоксантини др.),углеводов(глюкоза,фруктоза,пировинограднаяимолочная кислота),липидов(низкомолекулярныежирные кислоты), а такжекреатин,креатинини другие азотистыеэкстрактивные вещества.
В настоящее время вопрос направленного использования сырья с учётом хода автолиза приобретает особое значение, так как существенно возросла доля животных, поступающих на переработку из промышленных комплексов, у которых после убоя в мышечной ткани обнаруживаются значительные отклонения от обычного в развитии автолитических процессов.
В соответствии с этим различают мясо с высоким конечнымpH(DFD) иэкссудативноемясо (PSE) с низкими значениями pH. Помимо PSE- и DFD-мяса также можно выделить свинину «гемпширского» типа, которая достигает минимальных значений pH через сутки после убоя, что характерно для свинейгемпширской породы.
Как известно, по отдельным регионамРоссииколичествоговядиныс признаками DFD исвининыс PSE составляет до 50 % от поступающего на переработку сырья.
Комплексные исследования физико-химических свойств мяса отечественных пород проводил A. M. Поливода. Мясо свиней нормального качества должно иметь влагоудерживающую способность в пределах 53 — 66 %. В этом смысле лучшие показатели были у свинейкрупной белой,северокавказской,латвийской белойимиргородскойпород. Пониженную величину влагоудерживающей способности имели мясные свиньи ПМ-1, КМ-1, ЭКБ-1. По величине pH более низкие величины также имели свиньи мясных типов — полтавского, ростовского, кемеровского, молдавского, московского. По интенсивности окраски мяса лидировалиливенскаяикемеровскаяпороды, а самая бледная свинина была у животных ЭКБ-1, РМ,ландрас. В среднем PSE-свинина встречалась в 7,8 % случаев.
Экссудативное мясо PSE (pale, soft, exudative — бледное, мягкое, водянистое) характеризуется светлой окраской, мягкой рыхлой консистенцией, выделением мясного сока вследствие пониженной водосвязывающей способности, кислым привкусом.
Признаки PSE чаще всего имеет свинина, полученная от убоя животных с интенсивным откормом и ограниченной подвижностью при содержании. Появление признаков PSE может быть обусловлено также генетическими последствиями, воздействием кратковременныхстрессов, чрезмерной возбудимостью животных.
Первые случаи появления некачественной свинины зафиксированы ещё в 1883 году. Массовое появление такой свинины отмечено вДаниив 1953 году, вСССР— в 1970 году.
Наиболее часто мясо с признаками PSE получают в летний период времени. В первую очередь экссудативности подвержены наиболее ценные части туши: длиннейшая мышца и окорока. После убоя таких животных в мышечной ткани происходит интенсивный распадгликогена, посмертное окоченение наступает быстрее. В течение 60 минут величина рН мяса понижается до 5,2-5,5, однако так как температура сырья в этот период сохраняется на высоком уровне, происходитконформациясаркоплазматическихбелков и их взаимодействие с белкамимиофибрилл. В результате происходящих изменений состояния и свойств мышечных белков резко снижается величина водосвязывающей способности сырья.
Данный порок наиболее распространен в мышцах «longissimus dorsi» — 86,6 %, в «semumem branous» он составил 73,7 %, «gluteus medius» — 70 %, в остальных — 40 %.
Мясо с признаками PSE из-за низких рН (5,0-5,5) и водосвязывающей способности является непригодным для производства эмульгированных (вареных) колбас, вареных и сырокопченых окороков, так как при этом ухудшаются органолептические характеристики готовых изделий (светлая окраска, кисловатый привкус, жёсткая консистенция, пониженная сочность), снижается выход.
Мясо с признаками DFD (dark, firm, dry — тёмное, жёсткое, сухое)имеет через 24 часа после убоя уровень pH выше 6,2, тёмную окраску, грубую структуру волокон, обладает высокой водосвязывающей способностью, повышенной липкостью и обычно характерно для молодых животныхкрупного рогатого скота, подвергавшихся различным видам длительного стресса до убоя. Вследствие прижизненного распада гликогена количество образовавшейся после убоя молочной кислоты в мясе таких животных невелико, и миофибриллярные белки в мясе DFD имеют хорошуюрастворимость.
Высокие значения рН ограничивают продолжительность его хранения, в связи с чем мясо DFD является непригодным для выработки сырокопчёных изделий. С учётом высокой водосвязывающей способности мяса категории DFD его используют при производствеэмульгированныхколбас,солонины, быстрозамороженных полуфабрикатов. В сочетании с мясом хорошего качества либо с соевым изолятом мясо DFD могут также добавлять в сырьё для переработки в эмульгированные и сырокопчёные колбасы, рубленые ипанированныеполуфабрикаты.
Основной причиной появления экссудативности и тёмного клейкого мяса считают применение метода выращивания животных в специфических условияхгиподинамии, промышленного интенсивного откорма и в связи сселекциейна мясность. Это приводит к психической неустойчивости животных и повышенной подверженности стрессу. Стрессовое состояние вызывает значительные потериадреналина, а это, в свою очередь, является причиной ускоренного гликолиза. Учитывая легко возбудимую нервную систему свиней, напуганные и утомлённые перед убоем, они расходуют большую часть резерва гликогена на компенсацию нервных и физических затрат.Все это часто приводит к получению свинины, а также и говядины с высоким конечным рН. В случаебеломышечной болезнипроцесс гликолиза большей частью протекает в анаэробных условиях, поэтому ещё при жизни животного начинает образовываться молочная кислота в повышенном количестве. Величина рН у мяса забитых в этом состоянии животных сразу после убоя всегда ниже.
Критическое сочетание низкой величины рН (ниже 6,0) и высокой температуры (выше 35 °C) вызывает сильную конформацию и денатурацию саркоплазматических и миофибриллярных белков, что обуславливает понижение водосвязывающей способности мяса.
Установлено, что различия вклиматическихусловиях содержания животных до убоя могут вызвать различия в качестве мяса, причём повышенная температура оказывает неблагоприятное влияние на качество мяса свиней. Наблюдаемое увеличение числа туш PSE в теплое время годаобъясняется, видимо, подавлением деятельностищитовидной железы, когда нарушается регуляция поглощения кислорода. У таких животных сердечно-сосудистая система способна обеспечивать снабжение тканей кислородом только в состоянии покоя.
В настоящее время имеется ряд работ, в которых одной из причин экссудативности считают нарушение гормонального равновесия— недостаточностьтироксина,адренокортикотропного гормонаидеоксикортикостерона, который поддерживает равновесиеK/Naвкровииклетках. Прижизненный синдром стресса вызывает увеличение концентрации K+ и Na+ вплазме; в результате повышается активность некоторых клеточныхферментов, провоцирующих нарушение нормального хода процесса гликолиза. Существуют предположения, что значительную роль в этом играет неправильное регулирование, осуществляемое передней долейгипофиза. Происходит нарушение действия гормонов мозгового слоянадпочечников, которые, влияя на гликолиз, способствуют образованию бледного водянистого и тёмного сухого мяса.
Наряду с вышерассмотренными факторами к причинам, вызывающим появление мяса с признаками PSE и DFD, относят также: