3. Основные ткани мяса, их морфология, химический состав

Мы уже говорили, что мясо – это туша или части туши, полученные от убоя скота, представляющие совокупность мышечной, жировой, соединительной и костной тканей. В состав мяса входят также хрящевая и нервная ткани, кровь и лимфа (незначительное количество и поэтому не влияют на свойства мяса).

Содержание тканей в мясе и их свойства зависят от вида животного, его породы, пола, возраста, упитанности.

Важнейшей тканью организма животного является мышечная ткань. Особенностью живой мышечной ткани является способность ее к сокращению. При жизни животного эта ткань обеспечивает его движение, кровообращение, передвижение пищи и т.д. (других физиологических функций). Мышечная ткань состоит из мышечных волокон, имеющих цилиндрическую форму диаметром 10-15 мкм, длиной 12 см и более, которые плотно прилегают друг к другу.

Мышечное волокно окружено тонкой прозрачной оболочкой – сарколеммой. Многочисленные ядра располагаются на внутренней поверхности сарколеммы.

Внутри волокна, по длине его расположены длинные нитеподобные миофибриллы. Пространство между ними заполнено саркоплазмой. Каждая миофибрилла состоит из темных и светлых участков, образующихся в результате оптической неоднородности белков, входящих в ее состав. Миофибриллы располагаются в волокне так, что их темные и светлые участки находятся каждый на своем уровне и образуют сплошные поперечные светлые и темные полосы чередующиеся между собой. Поэтому мышечные волокна называют поперечно-полосатыми.

Каждая миофибрилла состоит из тонких волоконцев – протофибрилл. Группа поперечно-полосатых мышечных волокон с помощью соединительной ткани – эндомизий – объединяется в пучки первого порядка, а последние в пучки второго порядка и покрыты соединительно-тканной оболочкой - перемизий. Группа пучков образует мускул, покрытый оболочкой из плотной соединительной ткани, называемой фасцией (эпимизий).

Чем тоньше мышечные волокна и чем меньше соединительно-тканных образований в мышечной ткани, тем нежнее мясо.

Кроме того, существует гладкая мышечная ткань, которая совместно с другими тканями образует стенки внутренних органов (желудка, кишок, селезенки и др.) и сердечная мышечная ткань.

Поперечно-полосатая мышечная ткань представляет собой наиболее сложную по составу и наиболее ценную в пищевом отношении часть мяса.

Белки мышечной ткани в наибольшей степени определяют ее биологическую ценность.

Распределение основных белков в мышечном волокне может быть представлено в виде следующей схемы, представленной на рис. 1.

Рис. 1. Распределение белков в мышечном волокне

Белки сарколеммы – коллаген, ретикулин и эластин, это основные белки соединительной ткани. Встречаются в небольшом количестве сложные белки – нейрокератины и липопротеиды.

Белки ядер – нуклеопротеиды, кислый белок и остаточный белок. Нуклеопротеиды – соединения белков с нуклеиновыми кислотами.

Белки миофибрилл – миозин (45-50ºС) содержит все незаменимые аминокислоты. Этот белок обладает свойством фермента аденозинтрифосфотазы, т.е. катализирует важнейшую химическую реакцию расщепления аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) на аденозиндифосфорную кислоту (АДФ) и фосфорную кислоту, при которой освобождается энергия, необходимая для сокращения мышечного волокна: АТФ+Н₂О →АДФ+Н₃РО₄+энергия.

Температура свертывания миозина 45-50ºC.

К фибриллярным белкам относят малоизученные водорастворимые белки a и β-актинины.

Актин (температура денатурации t = 50ºC) существует в двух формах глобулярной, фибриллярной. Фибриллярный актин способен вступать во взаимодействие с миозином, образуя комплексный белок актомиозин (42-48ºC). Тропомиозин (45-47ºC) устойчив к нагреванию (50ºC).

Белки саркоплазмы – миоальбумин, глобулин Х, миоген (55-60ºC), нуклеопротеиды, миоглобин (60ºC) (это водорастворимые белки, имеющие глобулярное строение и входят в состав жидкой части саркоплазмы).

Нуклеопротеиды – сложные белки, состоящие из рибонуклеиновых кислот и белкового компонента.

Миоглобин – сложный белок, состоящий из белка глобина и небелкового компонента – гема, в состав которого входит Fе⁺². Миоглобин имеет пурпурно-красную окраску. Он на 90% обусловливает естественный цвет мышечной ткани мяса (на 10% окраска зависит от гемоглобина крови).

Миоглобин имеет одну гемовую группу в молекуле, а гемоглобин – четыре.

Чем больше в мышцах миоглобина, тем темнее их окраска. Мышцы молодых животных светлее, чем старых.

Миоглобин – неполноценный белок, т.к. в нем отсутствует аминокислота изолейцин.

При хранении на воздухе миоглобин поверхностных слоев окисляется в оксимиоглобин, имеющий ярко-красную окраску. Оксимиоглобин окисляется до метмиоглобина, в котором Fе⁺² переходит в Fе⁺³. Метмиоглобин имеет коричневую окраску. Изменение цвета мяса происходит под влиянием повышенной температуры, снижения рН и уменьшения парциального давления кислорода.

Липидов в мышечной ткани небольшое количество и представлены они триглицеридами, фосфолипидами, холестерином.

Углеводы мышечной ткани представлены главным образом гликогеном.

Ферменты мышечной ткани обладают специфическим действием, при их участии происходит распад и синтез основных компонентов ткани. В мышечной ткани больше 50 ферментов. Среди них гидролазы (пептидазы, амидазы), трансферазы, оксиредуктазы (пероксидаза, каталаза) и др.

Витамины мышечной ткани представлены витаминами группы В.

Минеральные вещества. Преобладают в мышечной ткани калий, фосфор, натрий.

Соединительная ткань наиболее распространена в организме животного и связывает его части, являясь мягким или твердым остовом для отдельных органов и организма в целом. Она участвует в обмене веществ и построении других тканей (мышечной, нервной), осуществляет защитную функцию организма.

Состоит соединительная ткань из клеток и сильно развитого межклеточного вещества, в которое входят основное аморфное вещество, волокнистые структуры и жидкий тканевой сок.

Волокнистыми структурами являются коллагеновые, эластические и ретикулиновые волокна, которые различаются по физическим свойствам и химическому составу. Коллагеновые волокна очень прочные, почти нерастяжимые; эластические – легко растягиваются и сокращаются; ретикулиновые – по физическим свойствам сходны с эластическими.

В зависимости от преобладания в межклеточном веществе коллагеновых, эластических и ретикулиновых волокон и их расположения различают следующие разновидности соединительной ткани: ретикулярную, рыхлую, плотную и эластическую. Содержание этих тканей в целом по мясной туше составляет 9,7-12,4%. В разных частях туши количество соединительной ткани значительно больше или меньше среднего содержания.

Эта ткань обладает низкой пищевой ценностью, повышает жесткость мяса.

Ретикулярная соединительная ткань состоит из клеток неправильной формы, в межклеточном пространстве из волокнистых структур содержатся ретикулиновые волокна. Эта ткань выполняет функцию кроветворения, защищает живой организм от инородных тел. Находится эта ткань в лимфатических узлах, селезенке и др.

Рыхлая соединительная ткань с технологической точки зрения представляет наибольший интерес, так как обуславливает консистенцию мяса и характеризуется сильным развитием в межклеточном веществе коллагеновых волокон, располагающихся в различных направлениях и наличием эластических волокон. Эта ткань входит в состав всех органов, находится между органами, в коже и подкожной клетчатке.

Плотная соединительная ткань характерна тем, что в ее межклеточном веществе сильно развиты коллагеновые волокна, которые расположены параллельными пучками; это обусловливает высокую прочность этой ткани (мало эластических волокон, аморфного вещества). Из этой ткани построены сухожилия мускулов, связки и фасции.

Эластическая соединительная ткань отличается от плотной тем, что в ее межклеточном веществе преобладают толстые эластические волокна, но очень мало коллагеновых волокон и аморфного вещества. В чистом виде эта ткань встречается в затылочно-шейной связке, в брюшных мышцах и стенке аорты.

Химический состав соединительной ткани

В соединительной ткани по сравнению с мышечной несколько меньше воды и значительно больше белков, которые в основном являются биологически неполноценными (в них отсутствует триптофан и в незначительных количествах содержится метионин).

Белки соединительной ткани представлены главным образом коллагеном, эластином и ретикулином, из которых построены волокнистые структуры. Из белковоподобных веществ в состав ее входят муцины и мукоиды. Из полноценных белков содержатся в незначительных количествах альбумины и глобулины, входящие в состав основного вещества и протоплазма клеток.

Коллаген является наиболее распространенным белком во всех разновидностях соединительной ткани, входит в состав оболочек мышечного волокна и других тканей. Он имеет фибриллярное строение, т.е. образует тончайшие волоконца диаметром 5-10 мкм, из которых построены коллагеновые волокна.

Волокна коллагена слабо растяжимы, при нагревании до 60ºC они резко сокращаются. Коллаген поглощает значительное количество воды, уступая в этом отношении только миозину.

Он не растворяется в холодной воде, растворах солей, слабых кислот и щелочей, в органических растворителях. При действии щелочей или длительном нагревании в воде при температуре 60-95ºC коллаген переходит в водо-растворимую форму – глютин, который образует очень вязкие растворы.

Растворы глютина с >1% образуют золи, которые при охлаждении ниже 40ºC переходят в гели (студень). Образование из коллагена желатина и его желирующее свойство используют при изготовлении некоторых колбасных изделий и мясных консервов-студней, зельцев.

Глютин, как и коллаген, в холодной воде не растворяется, а только набухает, в теплой и горячей воде хорошо растворим. При повышенной температуре и длительной варке коллаген подвергается глубокому гидролизу и переходит в клей, отличающийся от желатина большим содержанием продуктов гидролиза – полипептидов.

Эластин входит в состав эластиновых волокон соединительной ткани. Волокна эластина не имеют фибриллярной структуры (бесструктурны), они разветвляются и переплетаются друг с другом. Он очень устойчив к различного рода воздействиям.

Он не растворяется в холодной и горячей воде, растворах солей, разведенных кислотах и щелочах. По аминокислотному составу эластин сходен с коллагеном и является неполноценным белком (не содержит триптофан, метионин, мало лизина).

Ретикулин – белок, из которого построены ретикулиновые волокна соединительной ткани, состоящие из тонких поперечно исчерченных фибрилл, но в отличие от коллагеновых они соединяясь образуют сетку-ретикулу. По аминокислотному составу он близок к коллагену. В воде он не растворяется, нерастворим также в крепких кислотах и щелочах, не образует желатин.

Жировая ткань состоит из жировых клеток, разделенных между собой прослойками рыхлой соединительной ткани. В этой ткани преобладают крупные жировые клетки, содержащие обычно одну большую каплю жира, оттесняющую ядро и протоплазму к клеточной оболочке. Скопления жировых клеток пронизаны мельчайшими кровеносными сосудами. Общее количество жировой ткани в организме животного колеблется в зависимости от указанных факторов от 0,6 до 40%. Отложения жировой ткани у крупного рогатого скота, овец и свиней расположены в основном в подкожной клетчатке, брюшной полости и между мускулами. У некоторых пород овец дополнительным местом отложения жира является основание хвоста (курдюк). Подкожная жировая ткань свиней называется шпиком. Жировая ткань, откладывающаяся в брюшной полости, называется внутренним жиром-сырцом.

Химический состав жировой ткани. Особенностью жировой ткани убойных животных является высокое содержание в ней липидов при сравнительно небольшом количестве воды, белков и минеральных веществ. В липидах жировой ткани мяса убойных животных находятся триглицериды, фосфолипиды, холестерин, а также пигменты и витамины, растворенные в жирах.

Жиры убойных животных представляют собой смесь триглицеридов жирных кислот – в основном стеариновой, пальмитиновой и олеиновой. В подкожной жировой ткани наибольшее количество насыщенных жирных кислот находится в бараньем жире, наименьшее – в свином. В свином жире по сравнению с говяжьим и бараньим содержится больше ненасыщенных жирных кислот, в т.ч. незаменимых линолевой и арахидоновой.

Окраска говяжьего жира зависит от присутствия в нем живорастворимого пигмента β-каротина (провитамина А), обладающего естественными антиокислительными свойствами. Свиной и бараний жиры такого пигмента почти не содержат, поэтому они белого цвета. Содержание пигмента зависит от корма.

Из ферментов жировая ткань содержит липазу. С понижением температуры активность липазы снижается, а при температуре больше 70ºC она разрушается.

Костная ткань является наиболее сложной из всех видов соединительной ткани и в отличие от них имеет межклеточное вещество, в котором находится твердое аморфное вещество, пропитанное минеральными солями. В межклеточном веществе расположены коллагеновые волокна.

Из костной ткани построен скелет животных. Кости обладают очень большой твердостью и упругостью, что достигается своеобразным сочетанием органической основы с минеральными веществами. Относительное содержание костей в теле животного колеблется в широких пределах в зависимости от его вида, упитанности и других факторов. В разделанной туше крупного рогатого скота в среднем около 18-20% костей, в туше овец от 15 до 22%, в туше свиней – от 8 до 15%.

Костная ткань состоит из неорганических (48-74%), органических веществ (26-52%). Неорганическая часть представлена водой, солями кальция, магния, натрия, калия, железа и хлора. С возрастом животного содержание воды и жира в кости уменьшается количество минеральных солей возрастает.

Главными органическими составными частями целой кости являются костный коллаген (оссеин) и жир. Коллаген составляет 93% общего количества белков кости. Содержание жира в различных костях колеблется в широких пределах – от 3,8% (грудные кости) до 27% (трубчатые кости).

Хрящевая ткань состоит из клеток округлой формы и сильно развитого межклеточного вещества, в котором различают плотное аморфное вещество основное и волокна. В зависимости от свойств межклеточного вещества различают три вида хрящевой ткани: гиалиновую, эластическую и волокнистую.

Гиалиновый хрящ твердый, с однородным беловатым или синеватым межклеточным веществом, которое с возрастом животного пропитывается солями кальция. Волокно гиалинового хряща называются хондриновыми и по свойствам они близки к коллагеновым. Этот хрящ наиболее распространен: он покрывает суставные поверхности всех костей, из него построены реберные хрящи.

Эластический хрящ имеет желтый цвет. Кроме хондриновых, в нем содержится большое количество эластических волокон. Из него построена ушная раковина и надгортанный хрящ.

Волокнистый хрящ отличается от гиалинового меньшим количеством аморфного вещества и сильным развитием коллагеновых волокон. Распространен в круглых связках между телами позвонков.

Кровь состоит из клеток (форменных элементов крови) и межклеточного вещества – жидкой плазмы.

Форменные элементы крови разделяют на красные кровяные тельца – эритроциты, белые кровяные тельца – лейкоциты и кровяные пластинки – тромбоциты. Эритроциты являются переносчиками кислорода. В их состав входит белковое вещество - гемоглобин, обусловливающее окраску крови. Лейкоциты выполняют разнообразные функции, из которых наиболее важные – уничтожение микробов и обезвреживание бактериальных ядов. Тромбоциты участвуют в свертывании крови.

Кровяная плазма – жидкость желтоватого цвета состоящая из кровяной сыворотки и растворимого в ней белка фибриногена.

Количество крови у крупного рогатого скота составляет 7,5-8,3% живой массы, у свиней – 4,5%, овец – 7%.

Кровь, выпущенная из кровеносных сосудов, свертывается через несколько минут в результате перехода белка фибриногена в нерастворимый белок фибрин, под влиянием фермента тромбокиназы, выделяемого тромбоцитами, и в присутствии солей кальция, содержащихся в крови. Для предотвращения свертывания собранной крови ее дефибринируют или стабилизируют. При стабилизации фибриноген переходит в фибрин в виде плотного сгустка, который затем удаляют из крови. Оставшаяся часть крови называется дефибринированной и представляет собой кровяную сыворотку, содержащую форменные элементы. Дефибринирование крови достигается перемешиванием ее в дефибринаторе.

Стабилизация цельной крови может быть достигнута исключением ионов Са и тромбокиназы участвующих в свертывании крови, или добавлением в кровь насыщенного раствора поваренной соли, натриевой соли лимонной кислоты, пирофосфата натрия, гепарина, получаемого из печени и легких. Дефибринированную и стабилизированную кровь используют для пищевых и лечебных целей: в производстве колбас, гематогена, пищевого альбумина и светлой пищевой сыворотки.

Основными белками крови являются гемоглобин, альбумин, глобулин и фибриноген. Гемоглобин составляет около 60% всех белков крови. Это неполноценный белок, т.к. в нем отсутствует изолейцин. Остальные белки являются полноценными, сбалансированными по содержанию аминокислот.

В состав крови входят также разнообразные азотистые и безазотистые экстрактивные вещества, неорганические вещества, витамины, гормоны, ферменты.