Технологическое значение автолитических изменений мяса.

Как правило, нежность и водосвязывающая способность мяса с нормальным развитием автолиза становятся оптимальными через 5-7 сут после убоя животного при температуре хранения 0-2 °С, органолептические показатели — через 10-14 сут. В связи с этим продолжительность выдержки мяса после убоя зависит от способа его дальнейшего технологического использования: парное мясо рекомендуется использовать для производства эмульгированных (вареных) колбас и соленых изделий из свинины. Белки парного мяса обладают наибольшей водосвязывающей и эмульгирующей способностью, развариваемость коллагена максимальна. Эти обстоятельства обеспечивают высокий выход готовой продукции и снижают вероятность образования дефектов при тепловой обработке. В первые часы после убоя мясо бактерицидно и содержит незначительное количество микроорганизмов (КМАФАнМ; КОЕ 1-10 г). С экономических позиций применение парного мяса также дает производителям серьезные преимущества в связи со снижением расхода холодильных емкостей и энергетических ресурсов. Однако работа с парным мясом требует высокой оперативности в технологическом процессе (интервал от момента убоя до стадии термообработки готовых изделий не должен превышать 3 ч), а также использования специальных приемов, направленных на задержку хода гликолиза и процесса образования актомиозинового комплекса; сырье с 13—15-суточным периодом созревания пригодно для изготовления практически любых видов колбас, полуфабрикатов и соленых изделий; наилучшее сырье для производства натуральных полуфабрикатов - мясо с периодом выдержки на созревании 7-10 сут; для производства ординарных колбас - после разрешения посмертного окоченения, (3-5 сут хранения); на замораживание направляют мясо после 24—48 ч выдержки или парное, имеющее pH 7,0.

В западных технологиях, ориентированных на получение мясного сырья с максимальным уровнем нежности, используют несколько другие параметры выдержки мяса для созревания. В частности, период созревания говядины при температуре 3-5 °С составляет 2-4 недели, свинины - 6-10 суток, мяса кур - 12-24 ч.

Способы интенсификации автолитических процессов. Для ускорения процесса созревания, а также с целью повышения нежности и уровня водосвязывающей способности мяса, содержащего грубые мышечные волокна, значительное количество соединительной ткани и имеющего жесткую консистенцию, в практике используют различные способы, которые условно подразделяют на физические, химические, механические и биологические.

Физические способы. Выдержка мяса при повышенной температуре. Применение повышенных температур среды при выдержке мяса позволяет существенно сократить период созревания: при Т = 1-2 °С продолжительность созревания составляет 10—12 сут, при 10—15 °С — 4-5 сут, при 18-20 °С - 2-3 сут, при 43,5 °С - 1 сут.

Следует отметить, что при использовании повышенных температур хранения возрастает вероятность развития в мясе гнилостных микроорганизмов, дрожжей и плесеней, в связи с этим рекомендуется особое внимание уделять санитарному режиму производства. Хороший эффект дает применение УФ излучателей и обработка поверхности мяса растворами антимикробных препаратов. Использование ультразвуковой вибрации. Обработка мяса ультразвуком (частота 15 кГц в течение 1—30 мин) ускоряет созревание за счет нарушения целостности как мышечных волокон, так и элементов соединительной ткани.

Электростимуляция применима для мяса, полученного от всех видов скота, но наилучший эффект достигается при обработке как туш, так и отдельных отрубов мяса, полученных от крупного рогатого скота.

На различные части туши (путовая часть; рот животного, передняя и задняя конечности и т. п.) накладывают электроды (плоские, игольчатые, полосовые, трубчатые) и подают переменный ток напряжением от 40 до 2000 В импульсами. Длительность импульсов 0,4 с, перерыв между ними - 0,6 с. Следует отметить, что при обработке туши в шкуре требуется более высокое напряжение, чем для отрубов.

Принцип электростимуляции основан на уменьшении запасов энергии в мышцах в виде АТФ посредством искусственно вызываемого их сокращения до полного исчерпания запасов энергии. При этом в 2-2,5 раза увеличивается скорость гликолиза, ускоряется начало наступления процесса окоченения, интенсифицируется ферментативный распад мышечных волокон.

Механизм воздействия электрического тока на мышечную ткань после убоя заключается в том, что под влиянием электрических импульсов, передаваемых либо аксонам нервных клеток, либо путем прямого раздражения мембраны мышечного волокна, ионы Са выходят из саркоплазматического ретикулума и освобождают АТФ, стимулируя АТФ-азу миозина, которая расщепляет АТФ до АДФ, создавая энергию для сократительных белков. Восстановление АТФ происходит за счет энергии распада гликогена до молочной кислоты, накопление которой сдвигает pH мышечной ткани в кислую сторону, ускоряя наступление посмертного окоченения мышц. Благодаря быстрому снижению величины pH мяса при электростимуляции протеолитические ферменты активизируются при более высоких температурах туши, чем в обычных условиях. Активное сокращение мышц под действием электрических импульсов вызывает также физическую деструкцию мышечных волокон, что позволяет получить выраженный эффект повышения нежности.

Завершение процесса электростимуляции контролируют по изменению (снижению до минимума) величины pH. Более эффективна обработка, производимая непосредственно после убоя (не позже чем через 1,5 ч после оглушения), пока нервная система животного в состоянии воспринимать электрические импульсы и вызывать сокращение мышц.

Использование электростимуляции позволяет сократить продолжительность созревания говядины при 0-2 °С на 5-7 сут.

Химические способы основаны на введении в мясо под давлением (2-7 • 10 Па) различных жидких и газообразных компонентов. Введение в парное мясо воды методом шприцевания. Температура воды — 38 °С, количество 1—3% к массе туши. Повышение нежности мяса и уровня водосвязывающей способности происходит в результате разрыва мышечных волокон и активации деятельности гидролитических ферментов. Введение в парное мясо водных растворов поваренной соли

низкой концентрации (около 0,9%). Раствор поваренной соли задерживает образование актомиозинового комплекса, тормозит развитие посмертного окоченения. Введение в парное мясо водных растворов триполифосфатов

и их смесей с хлоридом натрия способствует существенному повышению как нежности мяса, так и его водосвязывающей способности.

Механические способы предназначены для обработки парного и охлажденного низкосортного сырья, основаны на разрыхлении морфологических элементов мяса.

1. Накалывание и отбивание мяса на различного рода устройствах обеспечивает растяжение сокращающихся мышц, разрушение поверхностного слоя клеток, мембранных структур, разволокнение мышечной ткани.

2. Массирование и тумблирование (в условиях окружающей среды, повышенных температур, в присутствии рассолов, с применением вакуума) вызывают различную степень изменений свойств сырья.

В начальной стадии массирования и тумблирования основные процессы происходят в мышечной ткани: она разволокняется, идет разрушение мембран, набухание миофибриллярных белков, нарушение связей между актином и миозином.

На оптимальной стадии тендеризации характерно наличие участков множественной деструкции миофибрилл и увеличение числа свободных связей, способных удержать дополнительное количество влаги.

Для мяса с относительно мягкой консистенцией (свинина, птица) предпочтительна обработка в массажерах, для жесткого (говядина, баранина) - в тумблерах, где более выражен эффект ударного воздействия.

Эффективность массирования и тумблирования зависит от типа установки, конструкции емкости, частоты вращения, объема загрузки, состояния и структуры сырья, размеров кусков и др.

К недостаткам механических способов обработки следует отнести большую вероятность контаминации мяса микроорганизмами и возможные потери при тепловой обработке.

Биологические способы основаны на обработке сырья протеолитическими ферментными препаратами микробного (теризином, субтилизином, оризином, протосубтилином, мезентерином и др.), растительного (фицином, бромелином, папаином) или животного (трипсином, пепсином, химотрипсином, коллагеназой) происхождения, проявляющими активность в диапазоне pH среды 3,9-9,0.

Действие ферментов основано на гидролизе пептидных связей мышечных белков, размягчении грубых волокон мяса и соединительной ткани, что обеспечивает существенное повышение нежности мяса, улучшение его органолептических показателей и увеличение выхода готовой продукции.

Активность ферментов и полученный эффект тендеризации зависят от вида используемого сырья, температуры и pH среды, наличия солей, продолжительности воздействия, концентрации фермента. Количество вводимых ферментов зависит от их вида и составляет 0,0005-0,002% к массе мяса.

Особенности протекания автолиза в мясном сырье, имеющем признаки PSE, RSE и DFD. В настоящее время вопрос направленного использования сырья с учетом хода автолиза приобретает особое значение, т. к. существенно возросла доля животных, поступающих на переработку, у которых после убоя в мышечной ткани обнаруживаются значительные отклонения от нормально протекающих (NOR) в послеубойный период биохимических процессов. По аномальному развитию автолиза мясное сырье дифференцируют на мясо с высоким конечным значением pH (DFD) и экссудативное сырье (PSE и RSE) с низким значением pH.

По разным источникам, доля мяса с признаками PSE и RSE, поступающая на переработку в регионы России, составляет 40-47%, мяса с признаками DFD - 35-38%.

Основная особенность такого сырья заключается в неадекватном изменении величины pH в процессе автолиза, в результате чего существенно меняются базовые органолептические и технологические свойства мяса (табл. 2.1).

2.1. Значение pH и характеристика мяса с признаками аномального развития автолиза

Продолжение таблицы 2.1

Примечание. DFD - dark, firm, dry; PSE - pale, soft, exudative; RSE - red, soft, exudative.

К причинам аномального развития автолиза относят; генотип животного;

уровень его физиологической стрессоустойчивости;

3-5901 нарушения гормональной деятельности (беломышечная болезнь у свиней); развитие гиподинамии в условиях промышленного интенсивного откорма; дефицит белка и микроэлементов в кормовом рационе (в первую очередь селена); условия содержания животных (теснота, повышенная температура и относительная влажность воздуха в помещениях). Основное внимание на этапе выращивания животных должно

быть уделено селекции стрессоустойчивых особей (включая тестирование их на склонность к стрессу), контролю за рационом кормления и условиями содержания, снятию стрессовых факторов.

Факторы, провоцирующие появление PSE, DFD и RSE у животных в период их транспортировки, убоя и первичной переработки: воздействие стресс-факторов при погрузке, транспортировке и разгрузке; грубое обращение во время транспортировки; душные и тесные загоны для содержания; частые перемещения в предубойный период; совместная предубойная выдержка разнополых особей (отдельное содержание быков снижает уровень мяса с признаками DFD на 50%); недостаток кормов и воды при выдержке; нарушение рекомендуемой продолжительности периода выдержки перед убоем; нарушение параметров электрооглушения.

Устранение либо минимизация рассмотренных выше факторов позволяет существенно снизить вероятность аномального развития автолиза. В частности, установлено, что при транспортировке свиней на расстояние до 100 км последующий их отдых в течение 3 ч является достаточным для снятия усталости и стрессов; превышение продолжительности периода отдыха сопровождается вторичным перевозбуждением. Подача свиней на убой непосредственно после доставки без отдыха приводит к смертельным случаям (0,5-3,0%), а 40-46% получаемой в процессе переработки свинины выходит с конвейера с признаками PSE.

В качестве простейших критериев для определения степени отдыха свиней перед убоем можно использовать следующие: температура животного (не должна быть выше 39 °С); частота пульса (до 100 ударов/мин); частота дыхания (не более 30 в/мин); степень наполнения ушных вен (розовый цвет ушных раковин).

Хороший результат дает применение высокочастотного

(f= 2400 Гц) оглушения и газовой (N20 - закись азота, С02 - углекислый газ) анестезии для свиней. Согласно данным ВНИИМПа, применение высокочастотного способа оглушения и горизонтального способа обескровливания свиней позволяет снизить степень их возбуждения и улучшить качественные характеристики получаемого сырья. Так как возникновение стресса во многом зависит от продолжительности оглушения и закалывания, эти операции (особенно в случае осуществления обездвиживания свиней электрическим или механическим способами) следует проводить как можно быстрее.

В ряде случаев аналогичный эффект может быть получен при введении животным перед убоем (с кормом либо в виде инъекций) транквилизаторов - смеси холинхлорида и витамина РР из расчета 0,15 мг/кг массы.

Таким образом, основной причиной появления экссудативности (PSE, RSE) и темного, клейкого (DFD) мяса является психическая неустойчивость животных и их повышенная подверженность стрессу. Стрессовое состояние вызывает значительные потери адреналина, а это, в свою очередь, является причиной ускорения гликолиза. Напуганные и утомленные перед убоем, имеющие легко возбудимую нервную систему животные 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 pH. В случае «беломышечной болезни» процесс гликолиза большей частью протекает в анаэробных условиях, поэтому еще при жизни животного начинает в повышенном количестве образовываться молочная кислота. Величина pH у мяса, полученного от животных в этом состоянии, сразу после убоя всегда ниже.

Критическое сочетание низкой величины pH (lt; 6,0) и высокой температуры (выше 35 °С) вызывает сильную конформацию и денатурацию саркоплазматических и миофибриллярных белков, что обусловливает понижение водосвязывающей способности мяса.

Установлено, что климатические условия, в которых содержатся животные до убоя, существенно влияют на свойства получаемого сырья, причем повышенная температура оказывает особенно неблагоприятное влияние на качество мяса свиней. Наблюдаемое увеличение числа туш с признаками PSE в теплое время года объясняется,

видимо, подавлением деятельности щитовидной железы; в результате нарушается регуляция процесса поглощения кислорода. У части животных сердечно-сосудистая система способна обеспечивать снабжение тканей кислородом только в состоянии покоя. В ряде работ одной из причин экссудативности считают нарушение гормонального равновесия - недостаточность тироксина, адренокортико- тропного гормона и деоксикортикостерона, который поддерживает равновесие K/Na в крови и клетках. Прижизненный синдром стресса вызывает увеличение концентрации ионов К+ и Na+ в плазме, в результате повышается активность некоторых клеточных ферментов, провоцирующих нарушение нормального хода процесса гликолиза. Существуют предположения, что значительную роль в этом процессе играет неправильное регулирование, осуществляемое передней долей гипофиза. Происходит нарушение действия гормонов мозгового слоя надпочечников, которые, влияя на гликолиз, способствуют образованию бледного водянистого и темного сухого мяса.

Наряду с вышерассмотренными факторами, появление мяса с признаками PSE и DFD может быть вызвано следующими причинами: низкое содержание жиров и белков в кормовом рационе животных; наличие у них злокачественной гиперпирексии (вирулентная лихорадка), характеризующейся бесконтрольным повышением температуры и исключительной жесткостью скелетной мускулатуры.

Мясо с аномальными явлениями в ходе автолиза имеет нехарактерные технологические свойства, консистенцию, вкус, цвет и запах, что существенно затрудняет его использование при производстве цельномышечных мясопродуктов. У такого мяса изменяется степень доступности белкового компонента к воздействию пищеварительных ферментов. В опытах in vitro установлено, что количество накапливающихся при последовательном действии пепсина и трипсина низкомолекулярных продуктов гидролиза белков зависит от скорости и характера послеубойного гликолиза в мышечной ткани. Наибольшая степень гидролиза под действием пищеварительных ферментов отмечалась в продуктах, полученных из мяса с признаками DFD. В образцах, изготовленных из NOR сырья, конечное количество тирозинсодержащих веществ несколько ниже - в среднем 81,6-86,9%. Наибольшую устойчивость к действию протеолитических ферментов имели белки свинины с признаками PSE. Различная устойчивость белков свинины к действию протеаз, по-видимому, обусловлена как пониженным уровнем гидратации мышечных белков, так и конфор- мационными изменениями белковых макромолекул.

Показано также, что жировая ткань и внутримышечная липидная фракция мяса с признаками PSE более подвержены процессу окисления.

На наш взгляд, анализ приведенных выше данных, а также наличие безусловной зависимости качества получаемых мясопродуктов от свойств используемого сырья ставят перед специалистами отрасли конкретные задачи: снизить долю поступающего в производство сырья с признаками PSE и DFD, создать систему по своевременной идентификации сырья, а также принимать технологически грамотные решения по рациональному применению этих видов мяса.

Первая задача может быть решена путем осуществления жесткого контроля за движением сырья — от выращивания животных до их переработки. Часть конкретных мероприятий, позволяющих снизить долю поступления сырья с аномальным развитием автолиза, рассмотрена ранее. Вторая задача - идентификация и рациональное использование такого сырья на современных мясоперерабатывающих предприятиях (работающих как на отечественном, так и на импортном сырье) подразумевает более широкое применение системы технологической диагностики, основанной на определении величины pH, величины ВСС, консистенции и цветовых характеристик поступающего сырья и его последующей систематизации. Наиболее распространено определение наличия признаков PSE в мясе путем измерения величины pH в длиннейшей мышце спины на глубине 5 см в районе 10-го позвонка, либо в области окорока. Исходя из результатов pH-метрии через 45-60 мин после убоя сырье сразу разделяют на несколько групп: 1) с резкими свойствами PSE (pH lt; 5,6); 2) с признаками PSE, RSE (pH = 5,6-5,8); 3) удовлетворительное качество (pH = 5,8-6,0); 4) мясо NOR или DFD (pH gt; 6,0).

Контрольное определение pH и окончательную сортировку по- лутуш производят через 24 ч (16-18 ч) после убоя (табл. 2.2).

2.2. Разделение сырья на группы в зависимости от значения pH через 24 ч хранения

Идентификация мяса позволяет провести его сортировку и выбрать наиболее рациональные пути его технологического использо-

Лекция 2

вания с учетом специфичности органолептических и функциональных показателей (табл. 2.3).

2.3. Свойства мяса и рекомендации по его использованию