1.4. Причины естественного автолиза мяса рыбы, влияющие на свежесть (стойкость) и качество

Автолиз как совокупность процессов расщепления веществ, образующих ткани гидробионтов, зависит от ряда факторов: вида объекта, особенностей его состава (количество гликогена, степень гидратации мяса, фракционный состав белков, активность мышечных катепсинов), важное значение имеет температура окружающей среды. Отличительной особенностью мяса рыб, является содержание незначительного количества углеводов.В мясе свежей рыбы содержится 0,0366% гликогена, через 96 часов хранения всего 0,006%. Накопления молочной кислоты в мышцах уснувших рыб, как это наблюдается в мясе теплокровных животных, практически не происходит.

При повышенной температуре и плохих санитарных условиях хранения рыбы, бактериальные процессы в ней протекают очень быстро и преобладают над автолитическими. При пониженной температуре, близкой к 0°С, развитие микробов сильно задерживается и автолитический процесс протекает более интенсивно.

Наибольшие изменения при автолизе претерпевают белки, для которых характерна дезагрегация и протеолиз под влиянием мышечных катепсинов. Белки расщепляются: белок → альбумозы → пептоны → полипептиды → пептиды → аминокислоты.

Автолиз вызывает глубокие структурные изменения тканей, мясо размягчается, расслаивается по септам, отделяется от кости. При хранении свежей непотрошонной рыбы, через 12…24 часа, создаются условия для обсеменения мышечной ткани микроорганизмами из кожи, жабер, пищеварительного тракта рыбы и происходит размягчение мышечной ткани. Результатом пробы варки является – мутный экстракт, в котором содержатся полипептиды и альбумозы. Это результат деструктивных изменений в мышечной ткани под действием эндопротеаз, характеризующихся расщеплением белковых веществ с потерей общего азота.

Продукты расщепления белков служат питательной средой для развития микроорганизмов.

Исследование изменений в рыбе после вылова и при хранении показало, что в ней параллельно идут автолитические и микробиологические процессы.

Автолиз приводит к нарушению структуры мышечной ткани и тем самым способствует проникновению в мясо рыбы бактерий и развитию в нем бактериальных процессов. Разграничение процессов автолиза и гнилостного разложения рыбы практически невозможно. Обычно оба эти процесса протекают одновременно, однако интенсивность их может быть различной в зависимости от температуры и санитарных условий хранения рыбы.

Под действием микроорганизмов происходит глубокий распад белковых и жировых веществ рыбы с образованием при этом ряда дурно пахнущих веществ, обладающих токсическими свойствами.

Типичными конечными продуктами бактериального распада белков рыбы являются летучие азотистые основания, аммиак и простейшие амины, летучие сернистые соединения (сероводород, меркаптаны), летучие жирные кислоты (масляная и др.), производные группы индола (индол, скатол).

Основными типичными показателями автолиза мяса рыбы (показателями начинающейся порчи) являются летучие азотистые основания, аммиак и триметиламин. Определение их количеств используют для характеристики степени свежести рыбы. Но надо отметить,что у морских рыб при автолизе (порче), в результате глубоких биохимических процессов в протеинах плазмы клеток мяса рыбы, образуются продукты протеолиза - это в основном триметиламин, а у пресноводных – аммиак. Источником накапливания триметиламина у морских рыб является триметиламиноксид, который в мясе пресноводных рыб отсутствует.

Однако химические показатели очень редко включают в нормативные документы, по которым идентифицируют гидробионты, а также оценивают их качество. Причиной ограниченного использования химических показателей является то, что они не обладают универсальностью, недостаточно тесно коррелируют с органолептическими показателями. Отдельные инструментально определяемые показатели актуальны лишь для конкретных видов гидробионтов, определенных способов переработки и хранения. Поэтому идет неустанный поиск критериев объективной оценки свежести рыбы, методов их определения, формируется банк данных, по которым в перспективе будут актуализированы нормативные документы.

Наиболее показательны превращения аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), количество которой в мясе живых гидробионтов различных видов примерно постоянно и которая распадается в процессе автолиза.

В течение времени, предшествующего появлению первых признаков бактериальной порчи, содержание АТФ уменьшается с равномерной скоростью. Быстрый распад АТФ характерен для минтая и других тресковых, у камбаловых он значительно замедлен. Между скоростью распада нуклеотидов и быстротой утраты свежести, определяемой органолептически, обнаружена четкая корреляция.

Распад АТФ идет ступенчато, с накоплением разнообразных продуктов. У тихоокеанских лососей, тунцов, ставриды, меч-рыбы конечным продуктом распада АТФ является в основном инозин. Для сайры, горбыля, сабли-рыбы характерно одновременное накопление инозина и гипоксантина. В отличие от рыб, у морских беспозвоночных, ракообразных и моллюсков при распаде АТФ инозинмонофосфорная кислота (ИМФ) не образуется, а происходит дефосфорилирование аденозинмонофосфата (АМФ) с расщеплением аденозина до инозина и гипоксантина.

Таким образом, накопление инозина и гипоксантина дает возможность охарактеризовать глубину автолиза и степень свежести многих гидробионтов Для креветки, хранившейся во льду, выявлена прямая зависимость между содержанием в ее мясе инозинмонофосфата и гипоксантина с органолептическими показателями качества.

Количественное содержание гипоксантина или в совокупности его с инозином используется в научных исследованиях для определения свежести рыбы-сырца и других гидробионтов. В практике эти показатели используют ограниченно, так как с помощью одного показателя трудно подтвердить многочисленные изменения, которые наблюдаются в рыбе в посмертный период.

Использовать комплекс веществ (продуктов распада АТФ) при определении свежести рыбы предложили японские ученые. Предложенный ими показатель свежести рыбы (К) представляет собой процентное содержание инозина и гипоксантина в общем количестве АТФ и продуктов ее распада:

Чем меньше продуктов конечного распада и, соответственно, величина К, тем выше степень свежести гидробионта и меньше глубина посмертных изменений.

Предложенный показатель свежести пригоден для рыбы, хранящейся как при положительной, так и при отрицательной температуре. Для рыбы безупречной свежести значение К не должно превышать 20 %; для рыбы, имеющей признаки снижения качества, но приемлемой для переработки - 40 %; 60 % и выше характеризует рыбу как непригодную для использования Этот показатель позволяет обнаружить ранние признаки порчи рыбы и всегда объективно отражает состояние органолептических показателей. В тех случаях, когда величина К превышает 60 %, что характеризует интенсивный автолиз, необходимо использовать показатели, характеризующие микробиологическую порчу.

Бактериальные процессы являются основной причиной порчи рыбы и гидробионтов. Установлена зависимость между степенью обсеменения и качеством рыбы, определяемым органолептически. Обсемененность, рыбы на уровне 800000 микробов в 1 г мышечной ткани рассматривается как граница пригодности рыбы для питания. СанПиН 2.3.2.1078 (прил. 1) регламентирует микробиологические критерии безопасности рыбы, включая следующие группы микроорганизмов:

- санитарно-показательные;

- потенциально-патогенные;

-патогенные, в том числе сальмонеллы, L.monocytogenes и V.

parahaemoliticus;

Этот показатель позволяет обнаружить ранние признаки порчи рыбы, когда величины автолиза и триметиламина не отличаются от данных для свежей рыбы.

Величина К не совпадает даже у экземпляров одной партии рыбы, разброс значений может быть от 19 до 63 %, значения по количеству триметиламина при этом очень низкие Коэффициент К не всегда коррелирует с содержанием АЛО и триметиламина в мороженой рыбе, но объективно отражает состояние органолептических показателей. Для мороженой рыбы рекомендуется определять одновременно два показателя.

- К - как показатель глубины посмертных изменений;

- триметиламин - как показатель микробиологической порчи.

Лучшим субстратом для жизнедеятельности микроорганизмов являются свободные аминокислоты и небелковые азотистые вещества, как изначально содержащиеся в гидробионтах, так и накапливающиеся при автолизе. Свежесть (стойкость) рыбы в значительной мере обусловливается количеством содержащихся в ее мясе небелковых азотистых веществ: чем их больше, тем меньше стойкость рыбы. Например, у хорошо выдерживающей хранение камбалы-сырца количество небелковых азотистых веществ составляет, как правило, от 1,5 до 2,4%, тогда как в исключительно нестойком мясе акул оно чаще всего колеблется в пределах 7,4…8,7% от массы сырого мяса. Скорость бактериального разложения рыб различных видов (семейств) зависит также oт содержания и природы небелковых азотистых веществ.

Так, мясо морских рыб, содержащее больше небелковых веществ, чем мясо рыб пресноводных, поэтому и подвержено более быстрому бактериальному разложению.

Например, у хорошо выдерживающей хранение кеты и камбалы-сырца количество небелковых азотистых веществ составляет, как правило, от 1,5 до 2,4%, тогда как в исключительно нестойком мясе акул оно чаще всего колеблется в пределах 7,4…8,7% от массы сырого мяса.

Кета – одна из самых стойких рыб: даже при температуре от 10 до до15°С кета-сырец сохраняется в стадии посмертного окоченения около 18 ч, а начальные признаки порчи у нее появляются при той же температуре только через трое суток после вылова и развиваются сравнительно медленно. Известно, например, что при своевременном и вполне достаточном охлаждении уловов, т. е. при температуре в теле рыбы около 0°С, первые признаки порчи возникают: у скумбрии через шесть, у сельди через семь и у камбал через - семь-восемь суток, тогда как у кеты лишь на 14 сутки. Треска отличается большей стойкостью по сравнению с морским окунем, а сазан - по сравнению с лещом.

Чем крупнее рыба, тем больше ее стойкость при прочих равных условиях

Крайне нестоек в хранении, например, американский стрелозубый палтус-сырец. Особо скоропортящимися являются скумбрия, тунец, сайра, сардины, ракообразные и моллюски, мясо акул. Так, мясо акул отличается повышенным содержанием мочевины, летучих азотистых оснований, триметиламиноксида. Высоким содержанием мочевины отличаются скаты. Тунцы и скумбрия содержат около 1 % свободного гистидина. Мясо ракообразных отличается высокой степенью гидратированности и содержит около 1 % свободных аминокислот (триптофан, цистин, тирозин, аргинин). Фракционный состав белков кальмара отличается повышенным содержанием водорастворимых миогена и миоальбумина, которые легко расщепляются микрофлорой.

Сроки разрешения рыбы от посмертного окоченения зависят от скорости наступления окоченения после смерти рыбы, поэтому полезно помнить и учитывать, что оно наступает у разных рыб при прочих разных условиях с далеко неодинаковой скоростью. Из литературных данных известно, что при температуре 2…3°С, например, у крупной пикши окоченение наступает через шесть, у мелкой – через четыре, у сельди – через два часа, тогда как у скумбрии уже через несколько минут.

В связи с этим очень важно знать особенности рыбы-сырца каждого вида и характер изменений ее качественного состояния в зависимости oт тex или иных условий хранения и обработки. Если исходить только из средней стойкости сырца, то может оказаться неизбежной работа на недоброкачественном сырье или возникнут затраты на создание излишних мощностей обрабатывающей базы.

Наиболее активно процессы автолиза протекают в крови и в брюшной полости рыбы, особенно в ее нежной, богатой кровью и ферментами печени, находящейся во влажной полости рядом с другими богатыми ферментами внутренними органами.

Процессы автолиза оказывают влияние на скорость и степень созревания рыбы, например: у сельди, кроме известных факторов влияющих на процессы автолиза, сильно влияет и активность пищеварительных ферментов данной рыбы, которая меняется в соответствии с периодами ее биологических циклов. Непосредственно перед началом питания в первый период и разгар сезона нагула сельди активность ее ферментов особенно велика. Она несколько ослабляется к концу периода питания и значительно снижается у зимней сельди, когда она почти или совсем не питается.

Именно поэтому нежирная майская атлантическая сельдь быстрее и в большей степени созревает, чем, скажем, гораздо более жирная декабрьская - январская сельдь.

Это очень существенные, часто решающие для конечного качества продукции особенности все еще недостаточно широко известны. В результате такой неосведомленности при установлении объемов и очередности реализации сельди по одним партиям допускается преждевременное перезревание, а другие приходится направлять несозревшими в розничную продажу или на предприятия общественного питания.

Рекомендуется различать сельдь слабо-, средне- и быстросозревающую. Доказано, что полное удаление у сельди внутренностей не только замедляет, но искажает нормальный ход процесса созревания, понижая тем самым стойкость продукта по отношению к гнилостной порче.

При одинаковой активности ферментов наиболее быстро и в большей степени (вкуснее) созревает наиболее жирная сельдь, а медленнее и в меньшей степени, чем другие - самая тощая.

В период мая - июня основным кормом взрослой атлантической и тихоокеанской сельди обычно служит так называемая красная пища, или калянус. Корм этот обычно состоит из одного или нескольких видов очень мелких рачков Calanus. Эти массовые формы зоопланктона почти всегда отличаются высокой жирностью и цветностью, варьирующей между интенсивно - розовыми, лососевыми (цвет somon), красными или красноватыми тонами. Чем краснее калянус, тем он жирнее и, следовательно, тем вкуснее и ароматнее мясо питавшейся им сельди. Розовый калянус - это менее жирная молодь его. Обычно взрослая сельдь в мае-июне поедает преднерестовые скоплении калянуса. Калянус, находящийся в пищеварительном тракте сельди, представляет собой различаемых невооруженным глазом рачков или как бы красноватую кашицу из них.

Океаническая сельдь, как правило, в мае - июне предпочитает питаться именно калянусом, а позднее в июле – августе этот корм все реже оказывается в ее желудках. Впрочем, календарь питания сельди калянусом не является постоянным - он сдвигается по годам, по районам промысла, по разновидностям и возрастным группам сельди. Но общей закономерностью обычно является преобладание калянусной сельди в период первой половины летнего нагула ее.

Ферменты каляпуса обладают очень высокой активностью, поэтому брюшные стенки калянусной сельди под воздействием протеолитических ферментов калянуса быстро разрушаются в результате автолитического распада.

Разрушительное действие протеолитических ферментов калянуса еще более усиливается пищеварительными соками, выделяемыми самой рыбой для переваривания пищи, а также разнообразной микрофлорой, находящейся во внутренностях нагульной сельди.

При автолитическом распаде стенок брюшной полости из нее вытекает жир. Этот жир при питании сельди калянусом обычно бывает оранжево- красным,

Образование лопанца во второй период просаливания и при хранении обусловлено также особенностями гистологического строения стенок брюшной полости жирующей сельди.

У жирующей сельди вылавливаемой в возрасте 4…5 лет, толщина мясистых частей брюшных стенок менее 1 мм, причем стенки эти настолько пропитаны жиром, что они еще при жизни рыбы становятся очень непрочными. И чем мельче (моложе) жирующая океаническая сельдь, тем менее прочны стенки ее брюшка.

Океаническая жирная сельдь, пищеварительный тракт которой наполнен калянусом, в неразделанном виде практически непригодна для получения соленой сельди при обычных температурных режимах ее посола и хранения. Это объясняется тем, что пища раннелетней сельди до такой степени активна с точки зрения ферментативной деятельности, что сельдь, добытая с калянусом в брюшной полости, в таком состоянии, даже и при самом крепком посоле, перезревает в очень короткий срок, утрачивая товарный вид. Океаническую сельдь, добытую в период питания ее в основном калянусом, принято называть калянусной. Калянусную сельдь перед посолом (кроме холодного посола) подвергают обязательной разделке с удалением пищеварительною тракта или при невозможности разделки ее заготавливают в мороженом виде с последующей соответствующей обработкой нa берегу.

При обработке такой сельди посолом без предварительной разделки и без достаточного охлаждения неизбежен очень быстрый и бурный автолитический распад мышечных тканей и прежде всего брюшных стенок (вначале лопанец, а затем и полная потеря товарного вида). Колянусная соленая сельдь - это, как правило, перезревшая сельдь.

Перезревание соленой сельди - тяжелый, непоправимый порок. Способы предупреждения перезревания следующие: организация правильной очередности и своевременности реализации; умелое управление температурными режимами хранения, зная по времени скорость созревания и учитывая степень ферментативной активности конкретной партии данного продукта. Следует отметить, что колянусная соленая перезревшая рыба, окончательно перезревая, превращается в бесформенную массу и хотя полностью утрачивает вследствие этого товарный вид, но даже в условиях теплого хранения не подвергается гнилостной порче – это объясняется в основном свойствами молочнокислых ароматобразующих бактерий, количество которых увеличивается по мере созревания рыбы и перезревания ее, эти бактерии угнетают жизнедеятельность гнилостных бактерий. Такая соленая рыба с наглядными автолитическими свойствами - сохраняет приятный, характерный для данного продукта букет и остается безопасной в санитарном отношении.

В Северной Атлантике и на Дальнем Востоке нашли способы получения и сохранения калянусной соленой сельди без удаления внутренностей. Есть основания рассчитывать, что при условии своевременного охлаждения сырца и обеспечения достаточно низких температур посола (например, -2°С … -3°С), транспортировки и хранения при еще более низких температурах, такая сельдь в течение необходимых для ускоренной реализации сроков будет сохраняться, не теряя товарного вида от автолитического распада стенок брюшка. Не только у океанической сельди на протяжении года изменяется степень активности ферментов; это наблюдается и у других рыб, из которых вырабатывается продукция направленного созревания.

Еще в античный период на свойстве доброкачественного перезревания в Крыму было основано и в течение веков успешно развивалось специальное промышленное приготовление из хамсы высокоделикатесных закусочных рыбных автолизатов в виде пастообразной основы для приготовления соусов и подливок (гарос и мурия). Эти изделия экспортировали в Древний Рим и некоторые другие страны.

«Гарос»- служил в древности приправой к кушаньям и его непосредственно перед употреблением было принято разбавлять водой, вином, уксусом или оливковым маслом, превращая в соусы и подливки.

В самое последнее время в некоторых странах Запада и Востока организован выпуск рыбных автолизатов такого рода, причем тоже в качестве острых приправ для кушаний или закусочных паст. Несмотря на такую значительную временную дистанцию, по существу речь идет о том же самом продукте.

Следовательно, калянусная сельдь – исключительно полноценное в гастрономическом отношении сырье. Из мороженой калянусной атлантической сельди получается высокогастрономический продукт в виде провесных балычков. Балычки отличаются особенно нежной консистенцией мяса и ярким балычным ароматом.

Возвращаясь к показателям, характеризующим глубину автолиза, мы видим что, направление и специфика процессов бактериального разложения аминокислот зависят от особенностей состава гидробионтов и микрофлоры, температурных условий, доступа кислорода и других факторов. Процесс расщепления аминокислот называется гниением. Под влиянием ферментов микроорганизмов идет дезаминирование и декарбоксилирование аминокислот. Различают дезаминирование гидролитическое, восстановительное, окислительное, во всех вариантах выделяется аммиак. При гидролитическом дезаминировании высвобождаются оксикислоты:

Гидролитическое дезаминирование с одновременным декар-боксилированием приводит к накоплению аммиака, углекислого газа, спирта

Оксикислоты легко превращаются в спирты:

Такой тип превращений характерен для тунца, В предлагаемом для оценки свежести тунца показателе (ПК) используется комбинация летучих веществ, в основном спиртов. Их количество возрастает по мере хранения тунца. ПК определяют по формуле

ПК, мкг/кг = (этанол + пропанол + бутанол) - (пентен + 3-ол-гексанол).

Рыба безупречной свежести имеет ПК ≤ 0,1; удовлетворительного качества - от 1 до 6, непригодная для обработки имеет ПК 6 мкг/кг и более.

При восстановительном дезаминировании под действием ферментов анаэробных бактерий образуются летучие жирные кислоты

Окислительное дезаминирование сопровождается накоплением кетокислот, которые под действием карбоксилаз микроорганизмов превращаются в альдегиды и углекислый газ:

В результате декарбоксилирования аминокислот образуется диоксид углерода (СО2) и различные амины, среди которых есть летучие и нелетучие, первичные, вторичные, третичные, циклические и др.

Из глицина образуется простейший из аминов метиламин (СН3 – NH2). Ядовитыми аминами являются кадаверин, гистамин, образующиеся при декарбоксилировании лизина и гистидина соответственно. К накоплению при хранении биогенного гистамина наиболее склонны тунец и макрель (скумбрия).

При одновременном дезаминировании и декарбоксилировании аминокислот выделяются аммиак и диоксид углерода, а также ароматические спирты крезол и фенол из тирозина, а скатол, индол - из триптофана.

Накопление индола, как продукта бактериального разложения триптофана, используется в качестве одного из показателей утраты свежести креветок, он свидетельствует о нарушении температурного режима хранения после вылова. Индол и скатол имеют фекальный запах, в свежей рыбе отсутствуют, а при количестве 30…40 мкг на 100 г придают заметный гнилостный запах.

В процессе бактериального разложения серосодержащих аминокислот (цистин, цистеин, метионин) выделяется сероводород, аммиак, меркаптаны (тиоспирты).

Все эти вещества обладают специфическим запахом, а низшие члены гомологического ряда меркаптанов, напоминающие по запаху чеснок, обнаруживаются в воздухе при концентрации 2000000000 мг/дм³. Диметилсульфид легко распознается по запаху в водном растворе уже при содержании 0,08 мкг/г. Диметилсульфид является компонентом неприятного запаха при микробиологической порче креветок, крабов, он же придает запах нефти кете во время её тепловой обработки или при производстве консервов. Предшественником диметилсульфида является диметил - β- пропиотетин из планктона и водорослей (корм рыб и ракообразных).