В процессе длительного хранения на первый план выходят реакции неферментативной природы: денатурационные превращения, агрегационные взаимодействия.

1.3.1 Изменение углеводной системы

Гликоген, содержащийся в мышечной ткани, играет роль энергетического резерва, обеспечивающего восстановление АТФ и КФ (креатинфоссфат), распад которых сопровождается выделением энергии, расходуемой на сокращение мышечного волокна. В живых тканях синтез АТФ и КФ происходит за счет энергии распада гликогена (гликогенолиза), включающего две фазы: аэробную и анаэробную. Он начинается фосфорилированием гликогена неорганическим фосфатом, освобождающимся при распаде АТФ. После прекращения жизни аэробная фаза углеводного обмена затухает вследствие прекращения поступления кислорода в клетки но развивается сохраняющаяся анаэробная фаза распада гликогена.

Наряду с фосфоролизом гликогена начинается его амилолиз (гидролитический распад), стимулируемый -амилазой, амило-1,6-гликозидязой и -гликозидазой. В процессе амилолиза образуются олигосахариды, затем мальтоза и, наконец, глюкоза и другие моносахариды.

В период развития окоченения преобладает фосфоролитический путь распада гликогена. К этому времени в мясе накапливается максимальное количество основного продукта гликолиза - молочной кислоты. В последующем преобладает амилолиз и количество моносахаридов увеличивается.

Распад гликогена:

Подготовительная стадия: Образование глюкозы и подготовка к ослаблению связи в ней между С₃ и С₄

1. Образование глюкозофосфорных эфиров под действием - глюканфосфорилазы.



1.1. Перенос остатка фосфорной кислоты в глюкозо-1-фосфате от С₁ к С₆ под действием фосфоглюкомутазы

Активация глюкозы - подготовка к ослаблению связи С₃-С_4.

2. Изомеризация глюкозо-6-фосфата в фруктозу-6-фосфат - внутримолекулярная перестройка под действием глюкозо-6-фосфатизомеразы



3. Перенос фосфорной кислоты от АТФ к С₁ фруктозы под действием фосфофруктокиназы.

Связь между С₃ и С₄ достаточно ослаблена для ее разрыва с участием альдолазы.

4. Дихотомический разрыв С₃-С₄ связи в фруктозо-1,6-фосфате под действием альдолазы

Образовавшийся глицеральдегид - 3 - фосфат учавствует в окислительном фосфорилировании.

Стадия генерации АТФ

Окислительное фосфорилирование на уровне субстрата с участием фермента глицераль-3-фосфатдегидрогеназы (5,6,7)

5. Образование ферментсубстратного комплекса

В результате окисления альдегидной группы глицеральдегид-3-фосфата в карбоксильную образуется энергия, частично запасаемая в тиоэфирной связи, а частично рассеивающаяся в виде тепла.

6. Фосфоролиз: перенос фосфоацила с потенциальной энергией на неорганический фосфат

Таким образом, фосфоролиз позволяет потенциальную энергию окисления альдегидной группы кумулировать в макроэргической фосфатной связи 1,3-дифосфоглицерата.

7. Перенос остатка фосфорной кислоты богатого энергией с 1,3-дифосфоглицерата на АДФ под действием фосфоглицераткиназы



8. Подготовительная реакция. Перенос фосфорного остатка от С₃ к С₂ в 3-фосфоглицерате под действием фосфоглицератмутазы

Окислительное фосфорилирование на уровне субстрата (9,10,11)

9. Отщепление воды под действием енолазы

За счет реакции дегидратации произошло окисление атома С₂ с образованием энергии, частично запасаемая в макроэргической связи и частично рассеивающаяся в виде тепла.

10. Перенос макроэргической связи с фосфорным остатком от фосфоенолпирувата на АДФ под действием пируваткиназы. Образуется 2 молекулы АТФ.



11. Перенос Н⁺ с кофермента НАДН+ Н⁺ на пируват - восстановление пирувата до лактата под действием лактаддегидрогеназы

Суммарное уравнение процесса:

В результате накопления в мышечной ткани молочной и ортофосфорной кислот снижается рН среды, достигающего минимума к моменту максимального развития окоченения.

Увеличение содержания ортофосфата происходит вначале преимущественно в результате дефосфорилирования промежуточных продуктов гликогенолиза -- глюкозофосфорных эфиров. В дальнейшем возрастает значение распада КФ и мононуклеотидов.

В изменении количества молочной кислоты отмечены три периода: сравнительно медленный рост в самом начале автолиза, быстрый рост в период развития окоченения и некоторое снижение ее количества по мере разрешения окоченения. Первый очень непродолжительный период медленного накопления обусловлен наличием в мышцах оксимиоглобина, кислород которого способен окислять пировиноградную кислоту до конечных продуктов: Н₂О и СО₂. Его длительность и влияние на дальнейшее накопление молочной кислоты связаны с содержанием миоглобина в мышцах. В мышцах с более светлой окраской образуется больше молочной кислоты и меньше редуцирующих сахароз, чем в мышцах с более темной окраской, содержащих больше миоглобина.

Большое значение имеет количество гликогена в мышцах перед убоем птицы. Соответственно этому меняется и содержание молочной и ортофосфорпой кислот в мышцах к моменту полного развития окоченения, а отсюда и величина рН. В мышцах здоровой отдохнувшей птицы она лежит в пределах 5,5--5,7, в мышцах утомленной или истощенной (в том числе болезнью) птицы -- 6,2--6,8, По этой же причине рН мышечной ткани плохо откормленных птиц выше, чем упитанных.

При замораживании гликолитическпй распад мышечного гликогена идет с тем меньшей скоростью, чем ниже температура. Замораживание на ранних сроках автолиза и при более низкой температуре дает возможность свести к минимуму накопление продуктов гликолиза.

Но при замораживании мышц так же обнаружено нарастание амилолитических (гидролитических) превращений гликогена, что может быть следствием выхода «кислых» гликозидаз из ограничивающих структур (лизосом) и активации всех гликозидаз ионами хлора.

При холодильном хранении мороженых мышц установлено значительное уменьшение редуцирующих сахаров. Для мышц с различной глубиной автолиза выявлена общая закономерность уменьшения содержания редуцирующих сахаров: чем больше хранятся мышцы в мороженом виде и чем выше температура их холодильной обработки, тем меньше они содержат редуцирующих углеводов.

В отличие от хранения при положительных температурах, когда преобладает распад гликогена, в процессе замораживания обнаружен ресинтез гликогена, который более отчетливо наблюдается в мышцах, содержащих значительное количество редуцирующих сахаров. Поэтому можно считать, что одним из путей ресиптеза гликогена в этих условиях может быть обращение фосфоролиза. Этому способствует увеличение концентрации редуцирующих сахаров, в том числе и глюкозофосфатов, в свободной воде при замораживании. Ресинтезированный в процессах замораживания гликоген при размораживании мышц снова вовлекается в гликолитические и гидролитические превращения.

1.3.2 Изменение фосфоросодержащих веществ

После убоя изменяется содержание креатинфосфорной кислоты, что свидетельствуют о снижении количества фосфора креатинфосфорной кислоты до 12% от первоначального уровня. Большая часть креатинфосфата распадается еще до того момента, когда наблюдаются первые физические обнаруживаемые признаки окоченения. К этому моменту содержание креатинфосфата в мышцах не превышает 5% общего кислоторастворимого фосфора. Креатинфосфорная кислота, принимая участие в гликолитическом цикле, действует только как средство происходящего при этом ресинтеза АТФ и не может играть какой-либо другой роли в изменениях, связанных с послеубойным окоченением мышц.

Миозин обладает ферментативными свойствами, которые вызывают расщепление АТФ. При ферментативном распаде АТФ соединяется с миозином, в результате чего отщепляется третья частица фосфорной кислоты, а АДФ отделяется от миозина. Свободный миозин соединяется с новой молекулой АТФ или с актином.

Кроме того АТФ влияет на механические свойства нитей миозина, значительно увеличивая их растяжимость. В этом отношении АТФ превышает по силе действия другие органические эфиры, содержащие пирофосфатные связи.

Процессы распада АТФ и увеличения степени жесткости мышечной ткани при развитии послеубойного окоченения протекают параллельно.

Принимая во внимание значение АТФ в процессах гликолиза при сокращении мускулов и в изменении механических свойств миозиновьгх нитей можно сделать вывод о зависимости окоченения мускулов от недостатка АТФ.

Известно, что АТФ непрерывно синтезируется в процессе гликолиза в количестве 1,5 моля на каждый моль образующейся молочной кислоты. Однако этот синтез в той или другой степени уравновешивается расщеплением АТФ миозином. Поэтому пока имеются неизрасходованные резервы гликогена, не может произойти полного распада АТФ, и мышца не переходит в состояние окоченения.

Небольшие изменения концентрации АТФ в конце процесса гликолиза оказывают решающее влияние на растяжимость мышцы, и конечное падение скорости превращения АТФ соответствует в каждом отдельном случае наступлению окоченения.

Распад АТФ в процессе нарастания посмертного окоченения вызывает переход большей части актомиозина в нерастворимое состояние. При этом вследствие наличия в мышечной ткани на данной стадии его послеубойных изменений остаточного легкогидролизуемого фосфора не может образоваться высокоактивный актомиозин. В дальнейшем распад легкогидролизуемого фосфора резко замедляется, а в некоторый случаях к концу вторых суток хранения практически приостанавливается. После вторых суток происходит некоторое увеличение его количества.

Как известно, кроме аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), аденозиндифосфорная кислота (АДФ) и пирофосфорная кислота также содержат легкогидролизуемый фосфор.

В присутствии этих кислот актомиозин с высоким процентом активности не может образоваться. Аденозиндифосфорная и ортофосфорная кислоты такими свойствами не обладают.

Через 1--2 суток после убоя фракция остаточного фосфора в основном состоит из неорганического ортофосфата и негидролизуемого фосфора. Следовательно, на этой стадии послеубойного хранения наличие остаточного фосфора в этой фракции не может быть отнесено за счет АТФ, АДФ и пирофосфорной кислоты. Вместе с этим увеличение легкогидролизуемого фосфора на 4--6 сутки созревания мяса должно быть отнесено за счет появления в экстракте пирофосфорной кислоты или АДФ, но не АТФ. Ввиду того, что пирофосфорная кислота оказывает на актомиозиновый комплекс действие, аналогичное АТФ, не исключена возможность влияния образующегося остаточного легкогидролизуемого фосфора на процесс диссоциации актомиозина на актин и миозин.

В этих превращениях принимают учащие ферменты гликолиза и миознновая АТФ - аза. Однако последний фермент не может быть единственным, принимающим участие в распаде АТФ, так как он катализирует только реакцию:

Поэтому он должен был бы приводить к значительному увеличению количества АДФ в мускулах после прекращения жизни животного.

Однако этого не происходит. После прекращения жизни АДФ обычно не накапливается в больших количествах. Протекает следующая реакция с участием миокиназы:

Миокиназа является дополнительным фактором. Определяющим скорость распада АТФ.

Замораживание и хранение мышечной ткани в мороженом виде обусловливает резкое торможение распада АТФ. Хотя мороженные мышцы после очень длительного хранения сохраняют существенные количества АТФ, все же выявляется определенная убыль АТФ.

Как видно, в основном происходит распад АТФ, накопление неорганического фосфата, инозинмонофосфорной кислоты (ИМФ) и аммиака, т. е. суммарную реакцию можно записать в следующем виде:

1.3.3 Изменения липидной системы

Изменения структуры и свойств липидов отличаются рядом особенностей. В начальный период хранения мышечной ткани курицы в нем протекает ряд биохимических процессов, оказывающих существенное влияние на качественные показатели. При этом даже самые незначительные, иногда еле уловимые, изменения в составе или строении компонентов мышечной ткани могут решающим образом воздействовать на её свойства в целом (рис.8).

Рис.8. Изменение липидной системы

В отличие от изменений в выделенных (чистых) жирах превращение липидов в тканях начинается сразу же после убоя, подвергаясь воздействию мышечных липаз. Чем выше запасы гликогена в мышцах, тем интенсивнее его распад и значительнее понижение рН тканей. В связи с этим активность мышечных липаз, как и в живом организме осуществляющих гидролиз тканевых липидов, уменьшается.

При хранении ткани целостность и функция мембран нарушаются. Разрушаются также и мембраны клеточных органелл, в том числе лизосом. Это приводит к выходу из них гидролитических ферментов, и в частности липазы, оптимум действия которой ниже оптимума действия мышечной липазы и лежит в пределах рН 4,0--4,5. Таким образом, гидролитическое расщепление жиров продолжается в послеубойный период достаточно активно. В мышечных тканях уже после непродолжительного хранения отмечается увеличение содержания свободных жирных кислот, а также ди- и моноглицеридов -- продуктов неполного гидролиза триглицеридов.

В течение некоторого времени в тканях может продолжаться и -окисление жирных кислот, в основном низкомолекулярных.

Процессы окисления (дегидрирования) в анаэробных условиях, создающихся в тканях сразу после убоя животных, из-за недостатка акцепторов водорода (накапливаются восстановленные формы дегидрогеназ) сколько-нибудь глубоко идти не могут. Процесс останавливается на стадии образования гидрокси- и кетокислот, которые под действием тканевых декарбоксилаз превращаются в кетоны:

Низкомолекулярные кетоны (метилалкилкетоны) обладают неприятным специфическим запахом и могут вызывать порчу по типу кетонного прогоркания. Ферментативные процессы достаточно интенсивно протекают при хранении продуктов при комнатной температуре, а по мере понижения температуры они замедляются. Процессы ферментативного расщепления липидов при низких температурах, как, впрочем, и белков, изучены пока недостаточно [29]. Они закладывают как бы основу, от которой в дальнейшем зависят скорость и направление изменений в липидах и в мышцах в целом. При более длительном хранении продуктов, и в особенности при хранении их в неблагоприятных условиях, в мышечной ткани происходит интенсивное окисление липидов по свободнорадикальному механизму, с образованием пероксидов и продуктов их превращения, т. е. альдегидов, кетонов и т. д.

При расщеплении составных компонентов липидов (фосфолипидов, триацилглицеринов, стероидов), помимо глицерина и жирных кислот, образуются свободные основания, дальнейшее превращение которых может привести к возникновению токсичных продуктов. Холин, например, при бактериальном окислении образует триметиламин и другие ядовитые вещества. Микроорганизмы интенсивно расщепляют аминокислоты. В результате различных видов микробного ферментативного дезаминирования выделяются значительные количества аммиака, который вступает в реакцию нейтрализации со свободными жирными кислотами с образованием аммиачного мыла. Развивающаяся щелочная среда благоприятствует росту плесеней.

В ходе всех этих процессов быстро изменяются тканевые липиды по типу кетонного прогоркания. Последующие изменения под действием микроорганизмов связаны с развитием гнилостных процессов и с глубоким, распадом тканей.

1.3.4 Изменение белковой системы

Факт беспорядочного сокращения и расслабления мышечных волоком, установленный методами гистологических исследований, не оставляет сомнений в том, что решающее значение для изменений прочностных свойств и водосвязывающей способности мышечной ткани в период развития и разрешения окоченения имеет изменение состояния белков миофибрилл в связи с актом сокращения.

Хотя в основе посмертного сокращения лежит в общем тот же механизм, что и в живой мышце, имеются и существенные различия, Работа, совершаемая мышцей, или ее напряженное состояние при жизни животного обусловлены тетаническим характером сокращения мышечных волокон, когда происходит последовательное наложение волн их одиночного (однократного) сокращения, При этом каждое из этих одиночных сокращений совершается за счет энергии, выделяющейся при распаде АТФ. Мгновенный распад АТФ катализируется ферментативной АТФ-азной способностью миозина. Химизм этого процесса можно вырядить следующей обобщенной схемой (символом М обозначен миозин):

 (1)

Образующийся АДФ расходуется на синтез АТФ по реакции взаимодействия с КФ, катализируемой креатннкиназой:

(2)

Неорганический фосфат (Ф_н) вовлекается в реакции гликолитического цикла, участвуя в фосфорилировании гликогена. В аэробной фазе этого цикла происходит восстановление расходуемых на сокращение АТФ к КФ.

В отмирающих мышцах, когда аэробная фаза гликолитического цикла затухает» распад гликогена заканчивается образованием молочной кислоты. Поэтому реакции (1) и (2) возможны лишь до тех пор, пока не израсходованы запасы КФ. Затем начинается распад АДФ на более простые вещества. Величина запасов КФ влияет на развитие посмертных изменений, замедляя их в самой начальной фазе тем больше, чем больше КФ содержится в мышцах.

Рис.9. Схема взаимодействия между актином, тропомиозином и миозином

Механизм акта сокращения в свете современных взглядов рассматривается на основе представления о системе скользящих относительно одна другой нитей: нити актина подтягиваются к центру саркомера в результате взаимодействия актина с активными центрами (головками) молекул миозина, которые являются носителями его АТФ-азной способности. При этом возникающее напряжение передается на упругие внутримышечные соединительнотканные структурные элементы, к которым крепятся миофибриллы. Предполагают, что расслабление волокон в прижизненных условиях происходит под влиянием упругого восстановления деформации этих элементов после того, как условия, обеспечивающие взаимодействие актина и миозина, снимаются (т. е. после распада АТФ) (рис.9).

В присутствии АТФ актин находится в глобулярной G-форме. Процессу сокращения предшествует образование актиновых нитей. Т. е. переход глобулярного G-актина в фибриллярный F-актин по схеме:

(3)

При этом образуются двойные спирали, в канавках которых укладываются молекулы тропомиозина, регулирующею длину образующихся нитей.

Таким образом, в присутствии АТФ актин находится в глобулярной G-форме и не связан с миозином, мышечное волокно расслаблено. Распад АТФ, катализируемый АТФ-азой (миозином), приводит к полимеризации актина в F-формe, взаимодействию его двойных спиралей с головками миозина с образованием актомиозина и сокращению миофибрилл. Описанный механизм процессов, предшествующих прижизненному сокращению и сопутствующих ему, можно распространить и на посмертное сокращение.

Ферментативный распад АТФ под действием АТФ-азы начинается в мышечной ткани сразу после убоя. Методом хроматографии на бумаге установлено, что содержание АТФ в мышечной ткани быстро уменьшается в первые часы после прекращения жизни, уменьшение практически заканчивается через 24 ч.

В начальной стадии автолиза количество распадающейся АТФ компенсируется за счет распада КФ. Ее содержание в мышцах остается примерно на одном уровне. Это задерживает развитие сокращения (фаза задержки). Таким образом в течение первых 4--5 ч сохраняется в основном свойства, характерные для парного состояния. Но быстрое снижение количества КФ, за счет энергии распада которого она частично ресинтезируется в процессе автолиза, приводит к практически полному ее исчезновению в течение 1--2 суток после прекращения жизни птицы.

Возможные причины различий в скоростях распада АТФ в светлых и темных мышцах трудно объяснимы, так как активность АТФ-азы одинакова.

Соответственно скорости распада АТФ развиваются признаки посмертного окоченения, максимум развития которого наступает к моменту ее почти полного исчезновения.

В прижизненных условиях акт сокращения и расслабления миофибрилл зависит от концентрации ионов магния и кальция. В присутствии только ионов магния АТФ медленно расщепляется, но сокращения миофибрилл не происходит. В отсутствии ионов магния наличие ионов кальция вызывает расщепление АТФ без существенного сокращения с выделением тепла, В расслабленной мышце магний связан с АТФ и пластифицирует сократительную систему. Появление ничтожных количеств ионов кальция в присутствии магния вызывает быстрый ферментативный распад АТФ и сокращение миофибрилл.

При посмертном сокращении передача нервных импульсов, регулирующих сокращение - расслабление миофибрилл, исключается. Поэтому фактором, инициирующим посмертное сокращение, является нечто иное. Возможно, что им является изменение электростатических потенциалов вследствие увеличения степени диссоциации электролитов в результате подкисления среды. Но может быть в кислой среде кальций образует растворимый монокальцийфосфат. Сам факт резкого возрастания концентрации ионов магния и кальция в период развития окоченения неоднократно подтвержден экспериментально. Впервые увеличение концентрации ионов кальция было обнаружено И.А. Смородинцевым и сотрудниками еще в 1935 г [26].

Посмертное сокращение отличается от прижизненного и в другом отношении. После одиночного прижизненного сокращения, когда ионы кальция выводятся из сферы реакций сокращения, нити актина легко скользят относительно нитей миозина под действием небольших напряжений. Это обусловлено пластифицирующим действием Мg * АТФ, который препятствует образованию поперечных связей между нитями актина и миозина. При окоченении, когда АТФ практически отсутствует Мg * АТФ нет. Поэтому образуются поперечные связи. Мышца становится жесткой и нерастяжимой. Попытки растянуть ее приводят к разрыву волокон.

После разрешения посмертного окоченения, как показали гистологические исследования, большинство волокон расслаблено. Причины этого расслабления еще недостаточно ясны. Но, во всяком случае, расслаблению должно предшествовать ослабление поперечных связей между актином и миозином, возникающих при окоченении.

Полной диссоциации актомиозина на актин и миозин ни после разрешения окоченения, ни в дальнейшем не происходит.

Были обнаружены обратимые изменений прочности связи между углеводным и белковым компонентами мукополисахаридбелковых комплексов соединительной ткани: количество прочносвязанного углеводного компонента возрастало с развитием окоченения и уменьшалось по мере его разрешение. Это может быть интерпретировано как доказательство изменения внутренней энергии структурных элементов соединительной ткани под действием напряжений, вызываемых сокращением волокна.

Снижение прочностных свойств тканей в период после разрешения окоченения в какой-то, но незначительной мере связано с продолжающимся расслаблением небольшой части мышечных волокон.. Возрастающее значение начинает приобретать распад белковых комплексов. Методом электронной микрографии было показано наличие фрагментации миофибрилл в грудном мускуле цыплят, хранившемся при 5° С, хотя при этом не было получено доказательств участия в этом протеолитических ферментов. Все же пока наиболее вероятной причиной распада миофибрилл представляется деятельность протеолитических ферментов мышечной ткани. Оптимум активности протеиназ мышечной ткани по одним данным находится при рН 3,8--4,5, по другим - они имеют два оптимума -- при рН 3,8 и 4,8, причем активность в отношении белков мышечной ткани значительно выше при рН З,8. Считается возможным, что катепсины активны в пределах рН 5,4--6,8. Наиболее вероятной причиной слабой активности катепсинов в период посмертных изменений является их локализация в структурных элементах мышечного волокна. Их активность значительна выше в вытяжке из намельченной мышечной ткани. Существует несколько типов катепсинов: А, В, С, D, E. Каждый отличается рН-активностью, специфичностью. А, В и С сходны с действием трипсина, пепсина и химотрипсина, D, Е сходны с амино- и карбоксипептидазами и дипептидазами:



Достаточно определенных данных о количественных изменениях свободных аминокислот при автолизе мышечной ткани нет. Это вполне естественно, так как результаты исследований зависят от многих факторов: состояния животного перед убоем, метода исследования, изменений самих аминокислот в ходе автолиза. Анализ многих источников все же дает основание считать, что в ходе автолиза в существенно увеличивается количество свободных гистидина, аспарагиновой кислоты, глицина, треонина, тирозина, фенилаланина, лейцина, а также и других аминокислот, хотя и менее значительно.

Источником накопления свободных аминокислот могут быть природные пептиды мышечной ткани: карнозин, ансерин, глютатион. Но их распад приводит к появлению весьма ограниченного набора аминокислот. Поэтому основным источником появления свободных аминокислот следует считать гидролиз промежуточных продуктов белкового распада.

Агрегационные взаимодействия миофибриллярных белков при замораживании более интенсивны, чем при хранении мышц в условиях низких положительных температур. При замораживании и хранении мышц уменьшается извлекаемость белков актомиозинового комплекса, реактивность тиоловых групп миозина, резко уменьшается реактивность кислых и основных групп во всех белках, а также резко снижается водоудерживающая способность мышц. Основные изменения при замораживании обусловлены вымерзанием воды. Поскольку миозиновая АТФ-аза при замораживании ингибируется, значительного сокращения структур контрактильных белков за счет энергии АТФ при замораживании, по-видимому, не происходит.

1.3.4.1 Гниение

Гнилостные бактерии (putrefactive bacteria) [греч. Bacterion -- палочка] -- бактерии, развивающиеся на мертвом органическом веществе и участвующие в процессе гниения. Гнилостные бактерии являются анаэробами или факультативными анаэробами, обладающими мощными протеолитическими ферментами, с помощью которых они расщепляют белки на полипептиды и аминокислоты, подвергаемые затем дезаминированию или декарбоксилированию (напр., бактерии родов Bacillus и Pseudomonas). Гнилостные бактерии вызывают порчу продуктов питания. Один из способов предохранения от них - замораживание. Однако спороносные, галофильные и психрофильные формы гнилостных бактерий способны вызывать порчу даже замороженных продуктов.

Гниением называется разложение белков и их производных, вызываемое микроорганизмами. Наиболее ранним признаком бактериальной порчи является появление слизи на поверхности мышечной ткани. Гнилостная порча вызывает изменение запаха.

Ферменты гнилостных бактерий и плесневых грибов, катализирующие превращения белков, называются протеазами, или протеолитическими ферментами. К ним относятся пепсин, разлагающий белки до более простых соединений - пептонов, трипсин, продолжающий распад белков до аминокислот.

Ферменты, катализирующие гидролиз углеводов, относятся к карбогидразам. В эту группу входят амилаза, мальтаза, сахараза, лактаза.

Жиры расщепляются липолитическими ферментами (липазами). Липазы разлагают жиры на глицерин и жирные кислоты. Эти ферменты вырабатываются некоторыми бактериями и плесенями.

Клетки микроорганизмов непроницаемы для белков. Микроорганизмы выделяют во внешнюю среду протеолитические ферменты, которые вызывают гидролитический распад белков мышечной ткани. Гнилостный распад белковых веществ, вызываемый ферментными системами микроорганизмов, может протекать различно в зависимости от свойств разлагающихся белков, внешних условий и вида микроорганизмов. При гниении белков вначале образуются белковые фрагменты, более мелкие полипептиды и свободные аминокислоты. Микроорганизмы усваивают продукты распада белков и быстро подвергают их дальнейшим превращениям. Превращение продуктов распада белков происходит через промежуточные вещества с образованием конечных дурнопахнущих и ядовитых продуктов гниения: аммиака, сероводорода, скатола, индола, крезола, фенола, меркаптанов и т. п. Постепенно и непрерывно накапливаются летучие жирные кислоты, выделяется и накапливается СО₂.

Гнилостные бактерии, выделяющие протеолитические ферменты, действуют в щелочной среде, а так как мышечная ткань имеет кислую реакцию, они развиваются в ней медленно. Поэтому от утомленных, больных или возбужденных перед убоем птиц, содержащих в мышечной ткани мало гликогена, получается ткань, нестойкая при хранении, так как рН е через сутки после убоя больше 6,0.

Разложение, как правило, начинается с поверхности. Плесени выделяют ферменты, действующие в кислой среде. В результате их деятельности накапливаются аммиак и органические основания, которые сдвигают рН в щелочную сторону, создаются условия, благоприятные для развития гнилостных бактерий, действующих в щелочной среде.

Химические процессы, происходящие при гниении, многообразны. Ниже приводятся пути образования некоторых главных продуктов гниения. Аммиак и оксикислоты образуются при гидролитическом дезаминировании:

NH₃ и летучие жирные кислоты образуются при восстановительном дезаминировании под действием ферментов анаэробных бактерий:

Таким образом, дезаминирование аминокислот под воздействием ферментов микроорганизмов приводит к образованию аммиака, жирных кислот, кетокислот и оксикислот, причем некоторые кетокислоты и оксикислоты могут претерпевать дальнейшие превращения. Так, кетокислоты при каталитическом действии декарбоксилаз превращаются в альдегиды и углекислый газ:

Оксикислоты-- в спирт и углекислый газ:



Амины образуются в результате декарбоксилирования аминокислот:

Многие амины даже в очень малых количествах обладают сильным фармакологическим действием, например кадаверин, образующийся при декарбоксилировании лизина.

Из аминокислот тирозина и триптофана в результате дезаминирования и декарбоксилирования образуются крезол, фенол, скатол, индол-- дурно пахнущие и ядовитые вещества.



В процессе гниения из аминокислот, содержащих серу, выделяются сероводород и аммиак и образуются меркаптаны. Например:

Из липидной части липопротеидов в результате ряда превращений лецитина образуется холин, в процессе гниения которого может образоваться окись триметиламина, обладающая рыбным запахом.

1.4 Влияние хранения при низких температурах на содержание ФТА в мышечной ткани курицы

Во время замораживания и хранения мышечной ткани наблюдаются изменения в углеводной системе: уменьшается количество гликогена и увеличивается количество глюкозы и молочной кислоты. При быстром замораживании процесс накопления глюкозы и молочной кислоты протекает длительнее, чем при медленном замораживании.

Замораживание и хранение вызывают значительные изменения в составе фосфорных соединений: содержание органического фосфора уменьшается, а неорганического нарастает. Накопление кислот обусловливает понижение рН. При медленном замораживании все процессы развиваются интенсивнее. По данным Матрозовой С.И. содержание аминоазота в мышечной ткани курицы в первые сутки составляло 80 мг%, на тридцатые сутки хранения при -25 ⁰С содержание аминоазота составляло 105 мг%, на шестидесятые сутки - 120 мг%. За первый месяц количество аминоазота увеличилось на 25 мг%, а за второй месяц - на 15 мг%, т.е. при хранении в быстро замороженной мышечной ткани химические реакции протекают интенсивнее, чем в ткани, медленно замороженной, так как при медленном замораживании значительная часть соединений, способных подвергаться ферментативному распаду в течении первых 30 суток, бывает уже израсходована [13].

Поэтому обычно в процессе хранения замороженной мышечной ткани довольно длительный период не наблюдается значительного накопления аминного азота и аммиака.

Не смотря на то, что при низких температурах скорость ферментативных реакций очень невелика, влияние ферментов микроорганизмов не исключается.

2.Экспериментальная часть

Исследуемый материал:

Тушка цыпленка - бройлера I категории

Производитель: ОАО ТПК «Балтптицепром», г. Калининград

Масса потрошеной тушки: 1,388 кг

Убой: 8.10.12 г. около 7.00 утра

Возраст птицы: 40 дней

В 100 г содержится:

· Белок - не менее 16 г

· Жиры - 14 г

· Энергетическая ценность = 190 ккал

Проведение исследования:

1. Охлажденная голень курицы, хранившаяся 30 часов

2. Мышечная ткань курицы, хранившаяся 30 суток при - 25 ⁰С

3. Мышечная ткань курицы, хранившаяся 60 суток при - 25 ⁰С

2.1 Определение аминоазота формольным титрованием

1. Мышечную ткань измельчить в гомогенизаторе, взвесить 10г, с записью до второго знака, в колбе на 100мл. Залить водой на 2/3колбы дистиллированной водой и дать отстоятся в течение 20 мин.

2. Колбу поставить в кипящую водяную баню и нагревать в течение 15 мин. После колбу остудить, довести дистиллированной водой до метки, перемешать и отфильтровать через складчатый фильтр.

3. В колбу №1 на 150 мл налить 10 мл полученного фильтра (опыт), в колбу №2 налить такое же количество свежекипяченой охлажденной дистиллированной воды (контроль). В обе колбы добавить по 3 капли фенолфталеина; нейтрализуем контроль щелочью или кислотой до слабо-розового цвета, то же самое проделываем с опытом.

4. В обе колбы добавляем по 10 мл формольной смеси и титруем гидроксилом натрия контрольную колбу до ярко-розового цвета. Записываем значение гидроксила натрия, пошедшего на титрование. После титруем колбу №1 (опыт) то же до ярко-розового цвета и записываем значение гидроксила натрия, пошедшего на титрование. После проверяем, чтобы количества растворов в колбах были одинаковыми, если в колбе №1 больше, то в колбу №2 доливается дистиллированная вода.

5. В колбу с контролем добавляем еще 2 капли гидроксила натрия, чтобы раствор окрасился до интенсивно красного цвета. Записываем значение гидроксила натрия, пошедшего на титрование. То же самое проделываем с колбой №1 (опыт). Записываем значение гидроксила натрия, пошедшего на титрование.

Значение аминоазота, содержимого в курице, можно считать после того, как во всех колбах будет уравнены объемы растворов и их окраска.

Значение аминоазота, содержимого в курице, рассчитывается по формуле:

где X=(a + b)-(c + d), мл; V₁- общий объем экстракта из мышечной ткани, мл; m- масса навески мышечной ткани, мл; V- объем фильтрата, взятого на определение, мл; 1,4- количество мг азота, соответствующее 1 мл 0,1 н NaOH

2.2 Результаты исследований

Таблица 1. Количество 0,1 н. NaOH, пошедшее на титрование ФТА, мл.

Проба	Объем NaOH
	V1 (пошло NaOH)	V2 (добавлено NaOH)
Контроль 1	V1 = 0,1	V1 = 0,2
	V2 = 0,1	V2 = 0,2
	V3 = 0,1	V3 = 0,3
Опыт 1, охлажденная голень курицы, хранившаяся 30 часов	V1 = 0,7	V1 = 0,3
	V2 = 0,6	V2 = 0,3
	V3 = 0,8	V3 = 0,2
Контроль 2	V1 = 0	V1 = 0,2
	V2 = 0	V2 = 0,2
	V3 = 0	V3 = 0,2
Опыт 2, мышечная ткань, хранившаяся 30 суток	V1 = 0,8	V1 = 0,2
	V2 = 0,8	V2 = 0,3
	V3 = 0,7	V3 = 0,2
Контроль 3	V1 = 0,1	V1 = 0,2
	V2 = 0,1	V2 = 0,2
	V3 = 0,1	V3 = 0,3
Опыт 3, мышечная ткань, хранившаяся 60 суток	V1 =0,9	V1 = 0,3
	V2 = 1,0	V2 = 0,2
	V3 = 1,0	V3 = 0,3

1. Охлажденное филе курицы, хранившаяся 30 часов.

Х=(0,7 + 0,27) - (0,1 + 0,23) = 0,64 мл.

V₁=100 мл.

К=1

m=10 г.

V=10 мл.

мг%

2. Филе курицы, хранившееся 30 суток при температуре - 25 ⁰С

Х=(0,77+0,23) - (0+0,2) =0,8 мл.

V₁=100 мл.

К=1

m=10 г.

V=10 мл.

мг%

3. Филе курицы, хранившееся 60 суток при температуре - 25 ⁰С

Х=(0,97+0,27) - (0,1+0,23) = 0,91мл.

V₁=100 мл.

К=1

m=10 г.

V=10 мл.

мг%

Таблица 2. Содержание ФТА в мышечной ткани курицы, мг %.

Хранение, сутки	Содержание ФТА	Динамика накопления ФТА, мг%/сут
	Экспериментальные данные	Литературные данные [13]	Экспериментальные данные	Литературные данные
Контроль 1	89,6	80	-	-
30	112	105	0,75	0,83
60	127,4	120	0,51	0,5

Из таблицы 2 видно, что содержание ФТА в мышечной ткани цыпленка-бройлера на 30 и 60 сутки хранения при температуре - 25 ⁰С повысилось по сравнению с первыми сутками соответственно на 20% и на 29,7% .

По данным Матрозовой С. И. содержания ФТА в мышечной ткани цыпленка-бройлера на 30 и 60 сутки хранения при температуре - 23 ⁰С повысилось по сравнению с первыми сутками соответственно на 23,8% и на 33,3% .

В течение первых 30 суток по экспериментальным данным скорость накопления ФТА составляет 0,75 мг% в сутки, в течении следующих 30 суток - 0,51 мг%. По данным Матрозовой С. И. в первые 30 суток скорость накопления ФТА составляет 0,83 мг% в сутки, в течении следующих 30 суток - 0,5 мг%.

Динамика накопления ФТА по экспериментальным данным имеет сходную тенденцию в сравнении с данными Матрозовой С. И., что подтверждается на графике1.

График 1. Влияние хранения 30 и 60 суток при - 25 0С на содержание ФТА в мышечной ткани курицы

Выводы

В данной курсовой работе было достигнуто решение поставленных задач:

1. По морфологическому строению различают мышечную ткань двух типов: поперечнополосатую (скелетная мускулатура) и гладкую (в стенках пищеварительного тракта, диафрагмы, кровеносных сосудов).

2. Биохимическую ценность мышечной ткани курицы обуславливает содержание полноценных белков, в состав которых входят все незаменимые аминокислоты, липидов - триацилглицерины (самая энергоемкая форма хранения энергии), фосфолипиды и холестерин (входят в состав клеточных мембран), а так же незаменимых жирных кислоты - линоленовая (С18:2щ3), линолевая (С18:2щ6) и арахидоновая (С20:4щ6), оказывающие антиатерогенное действие.

3. Содержание углеводов мышечной ткани курицы не превышает 0,5%. Углеводы выполняют энергетические, пластические, защитные функции и являются запасным питательным веществом в виде гликогена в печени и мышцах.

4. Макроэлементы мышечной ткани курицы участвуют в нормализации водного баланса и поддержании кислотно-щелочного баланса (К и Na); входят в состав коферментов, таких, как биотин, тиамин, коэнзим А, глютатион, липоевая кислота (S), НАД, НАДФ, пиридоксальфосфат, в состав витаминов, например витамин В₁₂, ДНК, РНК, АТФ, ЦТФ (Р). Принимают участие в обмене белков, жиров и углеводов.

5. Микроэлементы мышечной ткани курицы входят в cостав эмали зубов (P); гемоглобина, обеспечивающий транспорт кислорода, фермента - гемопротеина, катализирующий перенос электронов на кислород в процессе окислительного фосфорилирования, активируют ферменты класса оксидоредуктаз (Fe); участвуют в синтезе анаболитических гормонов (инсулин, тестестерон), в метаболизме витамина Е, активируют ферменты карбоангидразы (класса лиаз) и уриказы (класса оксидоредуктаз).

6. Витамины в составе коферментов участвует в обмене белков (витамин В₆), в процессах окисления углеводов, глицерина, аминокислот, окисления жирных кислот и их синтезе, синтезе холестерина (витамин РР); в синтезе нуклеиновых оснований, влияют на жировой обмен в печени, центральной и переферической нервной системы (В₁₂).

7. В ходе автолиза мышечной ткани курицы анаэробный гликолиз приводит к накоплению в мышцах молочной, пировиноградной и фосфорной кислот, в результате чего изменяется рН от 7,2-7,4 до 3,8-4,8. В кислой среде распад липидов под действием гидролитических ферментов липаз приводит к накоплению свободных жирных кислот, ди- и моноглицеридов; а так же распад белковых молекул под действием протеолитических ферментов катепсинов - к образованию свободных аминокислот.

8. В связи с накоплением аминокислот и обсемененностью микроорганизмами мышечной ткани курицы начинаются процессы гниения, сопровождающиеся декарбоксилированием и дезаминированием аминокислот, с образованием конечных дурнопахнущих и ядовитых продуктов: аммиака, сероводорода, скатола, индола, крезола, фенола, меркаптанов.

9. На 30 и 60 сутки хранения курицы при t = - 25 ⁰C происходит увеличение количества формольно титруемого аминоазота на 20% и 30 % соответственно по сравнению с первыми сутками, что свидетельствует об автолитическом распаде белков мышечной ткани под действием протеолитических ферментов и накоплении свободных аминокислот.

Список используемой литературы

1. Алехина Л.Т., Большаков А.С. Технология мяса и мясопродуктов. - М.: Агропромиздат,1988. - 576 с.: ил.

2. Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. - М.: Колос, 2001. - 376 с.: ил.

3. Антонов В.К. Химия протеолиза. - М.: Наука, 1991. - 504 с.

4. Винникова Л.Г. Технология мяса и мясных продуктов. Учебник. - Киев: Фирма «ИНКОС», 2006. - 600 с.: ил.,цв. вкл. 22 с.

5. Горбатов Физико-химические и биохимические основы технологии мяса и мясопродуктов

6. Журавская Н.К., Алехина Л.Т., Отряшенкова Л.М. Исследование и контроль качества мяса и мясопродуктов.- М.: Агропромиздат,1985.-296 с

7. Заяс Ю.Ф. Качество мяса и мясопродуктов.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 480 с.

8. Ковальская Л.П., Шуб И.С., Мелькина Г.М. Технология пищевых производств. - М.: Колос,1999. - 752 с.: ил.

9. Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия, пер. с нем. - М.: «Мир», 2009. - 400 с.: ил.

10. Комов В.П. Биохимия: учеб. для вузов. - М.: Дрофа,2006. - 638 с.: ил.

11. Коснырева Л.М. Товароведение и экспертиза мяса и мясных товаров: Учебник для студ. высш. учеб. заведений/ Л.М. Коснырева, В.И. Криштафович, В.М. Позняковский. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 320 с.

12. Крылова Н.Н., Лясковская Ю.Н. Биохимия мяса. - М.: Пищепромиздат,1957. - 360 с.

13. Матрозова С.И. Технохимический контроль в мясной и птицеперерабатывающей промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1977. - 190 с.

14. Месхи А.И. Биохимия мяса, мясопродуктов и птицепродуктов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 280 с.

15. Митрофанов Ю.А. Переработка птицы. - М.: Агропромиздат, 1990. - 303 с. ил.

16. Нечаев А.П. Пищевая химия. - СПб.: ГИОРД, 2007. - 640 с.

17. Павловский П.Е., Пальмин В.В. Биохимия мяса. - М.: «Пищевая промышленность», 1975.

18. Горбатов В.М.. Физико - химические и биологические основы технологии мяса и мясопродуктов: Справ. издание. - М.: «Пищевая промышленность», 1973. - 494 с.: ил.

19. Постольки Я., Груда З. Замораживание пищевых продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1974. - 600 с.

20. Рогов И.А., Антипова Л.В, Дунченко Н.И. Химия пищи. - М.: Колос,2007. - 853 с.:ил.

21. Рогов И.А., Забашта А.Г., Казюлин Г.П. Общая технология мяса и мясопродуктов. - М.: Колос, 2000. - 367 с.: ил.

22. Сергеева Н.Т. Практикум по биохимии. Учебное пособие. - Калининград: Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2008. - 211 с.

23. Скурихин И.М., Волгарева М.Н. Химический состав пищевых продуктов: Книга 1: Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов. - М.: ВО «Агропромиздат», 1987. - 224 с.

24. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика: Справ. издаие. - С46 М.: Высш. шк. 1991. - 288 с.: ил.

25. Скурихин И.М., Тутельян В.А. Химический состав российских пищевых продуктов: Справочное издание. - М.: ДеЛи принт,2002. - 236 с.

26. Смородинцев И.А. Биохимия мяса.- М.: Птицепромиздат, 1952. - 300 с.

27. Соловьев В.И. Созревание мяса. - М.: «Пищевая промышленность», 1966. - 338 с.: ил.

28. Химический состав пищевых продуктов: Книга 1: Справочные таблицы содержания основных пищевых продуктов/ Под ред. проф., д-ра техн. наук И.М. Скурихина, проф., д-ра мед. наук М.Н. Волгарева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ВО «Агропромиздат», 1987. - 224 с.

29. Шаробайко В.И. Биохимия продуктов холодильного консервирования. - М.: Агропромиздат, 1991. - 255 с.: ил. - (Учебники высш. учеб. заведений)

Размещено на Allbest.ru