Физико-химические свойства мяса

По физико-химическим свойствам мясо представляет собой полидисперсную систему.

Избытки кислот и солей свертывают белки мяса, освобождают их частично от своей среды (воды). Высокая температура также нарушает коллоидное состояние белков в клетках мяса: белки съеживаются, коагулируют и выпадают в осадок, а вода при этом вытесняется. Таким образом, мясо до известной степени обезвоживается. На этом основано консервирование мяса, мясопродуктов и технического животного сырья.

Биологические процессы в живом организме протекают при определенном коллоидном состоянии клеток. В них происходит обмен (расщепление и синтез) веществ, благодаря чему образуются кислотные и щелочные продукты обмена. Оптимальной реакцией среды для биологических процессов в организме является рН 7,36—7,6. Равновесие реакции среды (в пределах оптимума) поддерживается буферной системой, которая обусловливается наличием угольной кислоты, бикарбонатов, первичного и вторичного фосфата и белков, удерживающих водородные (Н) и гидроксильные (ОН) ионы. После смерти животного буферная система в организме нарушается. Происходит энергичное расщепление углеводов под действием ферментов амилазы и мальтазы вплоть до образования молочной кислоты. Накопление молочной кислоты изменяет реакцию среды в мясе (содержание кислоты в мышцах говядины достигает 0,3—0,68% и выше в зависимости от упитанности животного).

Нормальная реакция активной среды для хорошего мяса через 20— 24 часа (по шкале Михаэлиса) для разных животных разная. Мясо дефектных животных (загнанных, больных, сильно истощенных на почве голодания или болезней) имеет реакцию среды рН 6,4—6,6, даже при отсутствии признаков разложения.

Мясо здоровых животных, начавшее подвергаться разложению (гниению), изменяет реакцию среды в сторону нейтральной реакции. Оно приобретает рН 6,4—6,8 и выше в зависимости от степени накопления продуктов распада (главным образом аммиака).

Изменения в мышечной ткани, возникающие в процессе хранения

После убоя и в процессе хранения мясо подвергается физико-химическим изменениям. Парное мясо, полученное непосредственно после убоя животного, в течение первых 3-4 часов имеет нежную консистенцию, ярко-красный цвет и высокую влагоудерживающую способность. Но при варке такого мяса бульон получается мутноватый и неароматный. Происходящие в мясе процессы и изменения, в результате которых оно приобретает желательные качественные показатели, принято называть созреванием мяса. Созревание мяса представляет собой совокупность сложных биохимических процессов в мышечной ткани и изменений физико-коллоидной структуры белка, протекающих под действием его собственных ферментов. Созревшее мясо приобретает нежную консистенцию, сочность и при варке даёт прозрачный бульон.

Через 3-5 часов при температуре 15-20оС или через 18-20 часов при температуре 0-2оС наступает послеубойное окоченение и длится 3-4 часа. При послеубойном окоченении мясо жёсткое, сухое, мышцы сокращённые, отвердевшие, напряжённые и укороченные. Туша, и особенно конечности, приобретают несвойственное положение. Влагоудерживающая способность и набухаемость мяса нарушается. При варке такого мяса бульон мутный, не вкусный, без аромата.

Процесс послеубойного окоченения сопровождается некоторым повышением температуры в туше в результате выделения тепла, которое образуется от протекающих в тканях химических реакций. Окоченение мышечной ткани, наблюдающееся в первые часы и сутки после убоя животных, обусловлено образованием из белков актина и миозина нерастворимого актомиозинового комплекса. Предпосылкой его образования являются отсутствие аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), кислая среда мяса и накопление в нем молочной кислоты. Биохимические изменения в мясе создают эти предпосылки. Уменьшение и полное исчезновение АТФ связано с ее распадом в результате ферментативного действия миозина. Распад АТФ до аденозиндифосфорной (АДФ), аденозинмонофосфорной (АМФ) и фосфорной кислот сам по себе приводит к появлению кислой среды в мясе. Более того, уже в этой фазе начинается распад мышечного гликогена, что приводит к накоплению молочной кислоты, также способствующей образованию в нем кислой среды.

Кислая среда, которая является закономерным явлением распада АТФ и началом необратимого процесса гликолиза (распада мышечного гликогена), усиливает мышечное окоченение. Замечено, что мышцы животных, погибших при явлениях судорог, окоченевают быстрее. Окоченение без накопления молочной кислоты характеризуется слабым мышечным напряжением и быстрым разрешением процесса.

Однако уже задолго до завершения фазы окоченения в мясе развиваются процессы, связанные с фазами его собственного созревания и аутолиза. Ведущими для них являются два процесса — интенсивный распад мышечного гликогена, приводящий к резкому сдвигу величины рН мяса в кислую сторону, а также некоторые изменения химического состава и физико-коллоидной структуры белков.

Известно, что после убоя животного приток кислорода к клеткам мышечной ткани прекращается. В связи с этим синтез гликогена становится невозможным, а распад его под действием гликолитических ферментов происходит двумя путями: амилолитическим с образованием редуцирующих сахаров и гликолитическим (фосфоролиз) с образованием молочной кислоты. Этот процесс превращения углеводов при созревании мяса, как сказано выше, — необратимый. Гликоген через ряд промежуточных реакций превращается в молочную кислоту, которая накапливается в мышечной ткани. Одновременно из промежуточных фосфорных соединений освобождается фосфорная кислота. Накапливаются кислоты также в процессе биохимических изменений нуклеотидов (распада АТФ).

В результате накопления молочной, фосфорной и других кислот в мясе увеличивается концентрация водородных ионов, вследствие чего к концу суток рН снижается до 5,8—5,7 (и даже ниже).

В кислой среде при распаде АТФ, АДФ, АМФ и фосфорной кислоты происходит частичное накопление неорганического фосфора. Резко кислая среда и наличие неорганического фосфора считается причиной диссоциации актомиозинового комплекса на актин и миозин. Распад этого комплекса снимает явления окоченения и жесткости мяса. Следовательно, фазу окоченения от других фаз обособить нельзя и ее необходимо считать одним из этапов процесса созревания мяса.

В последующем мышцы становятся более мягкими.

Одной из составных частей мышечной ткани является гликоген, количество которого подвержено колебаниям, зависящим от многих факторов. Больше его содержится в мышцах хорошо упитанных животных и надлежащим образом подготовленных к убою.

В нормальных условиях подготовки животных к убою гликогена в мышцах содержится 0,5—2%. При воздействии тканевых ферментов гликоген расщепляется через ряд промежуточных стадий гликолиза до молочной и других кислот, количество которых накапливается в отдельных мышцах до 0,5—1,2 %. Столь значительное накопление кислот увеличивает концентрацию ионов водорода, что обусловливает химические, физико- и коллоидно-химические превращения в мышечной ткани.

Расщепление гликогена принято называть гликолизом. Увеличение количества кислот при гликолизе изменяет физико-химическое состояние белков. Интенсивность гликолиза зависит от многих условий, но главным образом от количества в мышцах гликогена, активности тканевых ферментов и температуры окружающей среды.

При повышении температуры гликолиз в мышцах протекает более интенсивно, но полностью не заканчивается, так как повышенные температуры сдерживают активность ферментов и способствуют развитию протеолитической микрофлоры, продукты жизнедеятельности которой разрушают ферменты. Так, при температуре 1—3°С расщепление гликогена до молочной кислоты происходит в среднем на 98%, при 14—16 °С—на 80—85, при 25—27°С—на 43—50%. При более высокой температуре хранения мяса значительная часть гликогена оказывается или вовсе нерасщепленной, или расщепляется только до стадии мальтозы, глюкозы и глюкозофосфата.

Значительный гликоз в мышцах происходит в том случае, если обеспечивается продолжительное действие гликолитических ферментов. Одним из важнейших факторов этого является холод. Как правило, чем ниже температура хранения, тем выше качество мяса. Однако температура ниже 0°С приостанавливает деятельность тканевых ферментов, следовательно, расщепления гликогена почти не происходит. Оптимальной температурой гликолиза является 1—3 °С. При оттаивании (дефростации) замороженного мяса гликолиз в мышцах возобновляется.

В мышцах больных и утомленных животных количество гликогена уменьшено и, кроме того, снижена активность тканевых ферментов, что приводит к недостаточности гликолиза и фосфоролиза. В результате качество мяса ухудшается. При заболеваниях, сопровождающихся повышением температуры тела животных, в мясе накапливаются промежуточные и конечные продукты белкового обмена в виде амино-аммиачного азота. Незначительное накопление в мышцах кислот и повышенное содержание продуктов гидролиза белка являются причиной сдвига концентрации водородных ионов в щелочную сторону. В результате создаются благоприятные условия для развития микрофлоры и сокращаются сроки хранения мяса. В мышцах тяжелобольных животных процесс гликолиза нарушается, в результате такое мясо труднее переваривается и хуже усваивается организмом человека, чем мясо от здоровых животных.

Автолиз

Автолиз — самопереваривание мяса, происходящее в тех случаях, когда оно находится в условиях медленного охлаждения или не остывает вовсе. Мясо парное (туши, куски и особенно жирная свинина), сложенное навалом в непроветриваемом помещении, долго сохраняет свое первоначальное (животное) тепло (температуру в толще мышц 28—30°С и рН 7,2—7,8), благодаря чему протеолитические эндоферменты (эндопротеаза и эндопептаза) не прекращают своего действия. Окислительно-восстановительные процессы в клетках отсутствуют, распад белков протекает глубоко и односторонне, продукты распада накапливаются в большом количестве. «Создается обстановка (среда), при которой становится невозможным действие ферментов — оксидоредуктаз» (Палладин).

В мясоперерабатывающей практике автолиз мяса называется «загаром мяса». Процесс этот сопровождается выделением зловонных веществ (скатола, индола), которые придают мясу неприятный, зловонно-кислый запах и зеленовато-желтоватый цвет (при выраженном лизисе клеток). Аммиак и сероводород не всегда выделяются. Вначале при автолизе мяса, полученного от здоровых животных, микробы отсутствуют, это чисто ферментативный процесс. Только по мере распада (лизиса) ткани в ней появляются гнилостные микроорганизмы, проникшие из внешней среды.

При охлаждении «загоревшего мяса» (особенно на сухом сквозняке) и орошении его 0,8% раствором молочной кислоты достигается некоторое прекращение процесса протеолитического автолиза. Иногда (в зависимости от глубины процесса) возможно удаление неприятно пахнущих веществ и исправление мяса, но чаще оно остается с неприятным запахом. Палладии отмечает, что при патологическом состоянии (отравление фосфором, тяжелые инфекции) распад белков в живом организме (в печени и других органах) может иногда достигнуть почти такой же степени, как и при автолизе.

Мясо, подвергающееся автолизу (не обсемененное протеолитическими и другими микробами), может обладать токсичностью только в случае глубокого распада, сопровождающегося выделением путресцина, кадаверина, индола и других сильно пахнущих веществ.

Особенно быстро развиваются процессы протеолитического автолиза в мясе истощенных сельскохозяйственных животных и больных острыми инфекционными болезнями (чума и рожа свиней); при этом создаются оптимальные условия для действия протеолитических ферментов, а также для размножения микробов. Однако употребление в пищу мяса истощенных и больных животных (рожистых, чумных свиней и больных гнойным травматическим перикардитом) при своевременной реализации после его обезвреживания проваркой не вызывает никаких отравлений у людей.