Глава 3 биохимические свойства животных тканей

Рациональное использование животного сырья основано на знании не только химического состава, но и особенностей проте­кания биохимических процессов в органах и тканях при жизни животного, после его смерти и при технологической обработке.

Прижизненные процессы многообразны и управляемы, проте­кают в строгом взаимном соответствии. Большую роль в них иг­рают биологически активные вещества -- ферменты и гормоны. Многие ткани животных синтезируют в той или иной мере эти вещества, обеспечивая жизнедеятельность организма. После убоя животных эти ткани служат источниками для получения биологи­чески активных веществ и удаляются в процессе разделки туш, на­пример поджелудочная железа, гипофиз, слизистые оболочки же­лудков и кишечника и др.

После смерти животного, с прекращением обмена веществ, ос­новным биохимическим процессом при переработке сырья биоло­гического происхождения является автолиз (от греч. autos — сам и lysis — растворение), основу которого составляют ферментативные процессы, при жизни связанные с функцией координированного движения. Автолизом называется процесс распада веществ и тка­ней под действием ферментов самих тканей. При жизни животно­го он возможен только в патологических случаях, например при недостаточном снабжении какого-либо органа кровью.

В послеубойный период свойства всех тканей животного орга­низма значительно изменяются, особенно существенны измене­ния мышечной ткани, в которой ферменты (протеазы, карбогид- разы, эстеразы, ферменты гликолиза и др.) катализируют реакции распада. Процесс становится необратимым, протекающим только в одном направлении. Особая роль в процессе автолиза принадле­жит внутриклеточным протеазам — катепсинам.

Итак, при переработке убойных животных ткани можно разделить на две группы: к первой относятся те, в которых протеолиз происходит под действием внутриклеточных протеаз типа катепсинов (мышечная ткань, печень и др.); ко второй — ткани, в которых синтезируются внеклеточные протеазы типа пепсина, трипсина, химотрипсина, карбоксипептидазы, дипеп- тидазы, аминопептидазы (слизистая оболочка желудков, подже­

265

лудочная железа и т. д.), а также гормоны. Для первой группы тка­ней весьма важен период автолиза, так как именно он определяет функционально-технологические свойства сырья.

Ко второй группе относятся животные ткани, нашедшие широ­кое применение в медицине и перерабатывающих отраслях АПК для получения медицинских и технических препаратов.

3.1. МЕХАНИЗМ АВТОЛИЗА И АВТОЛИТИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

Эффективное и рациональное использование сырья преду­сматривает сохранение его качества на всех этапах переработ­ки, начиная от транспортирования животных на мясокомбинат и их убоя до хранения готовой продукции. Определяющим ус­ловием для формирования биохимических свойств мяса и ка­чества продуктов являются уровень и характер развития автоли- тических процессов в животных тканях. Изменения, происхо­дящие в послеубойный период в мышечной ткани, имеют важ­ное практическое значение, оказывают существенное влияние на пищевую ценность мяса и его потери в процессе технологи­ческой обработки.

Современные представления о механизме автолитических про­цессов базируются на ферментативной природе посмертных изме­нений мышечной ткани, установленных в 30-х годах И. А. Сморо- динцевым. Наиболее важное значение отводится двум основным ферментным системам. Одна из них, очевидно, связана с функци­ей движения и регулирует сокращение — расслабление, другая —- катализирует непрерывный распад главных структурных элемен­тов мышечного волокна по типу гидролиза. Роль каждой из этих двух систем в развитии этапов автолиза различна, но их функции тесно связаны между собой.

Начиная с момента убоя в мышечной ткани под действием тка­невых ферментов непрерывно происходят изменения. В основе всех изменений, приводящих к развитию посмертного окочене­ния, его последующему разрешению и завершению созревания мяса с приобретением им функциональных и технологических свойств, лежат ферментативные реакции.

В послеубойный период с развитием окоченения главную роль играют ферменты сокращения — расслабления, вызываю­щие изменения сократительного аппарата — миофибрилл, рас­пад АТФ и других несущих в себе запас энергии веществ, а также обеспечивающие синтез АТФ за счет превращения углеводов, и прежде всего гликогена.

В сложных процессах автолитических превращений мышечной ткани важная роль принадлежит изменениям углеводной системы.

266

Накопление продуктов их автолmического распада существенно влияет на физико-химические и биохимические изменения бел­ков мышечной ткани.

В комплексе биохимических превращении, происходящих в начальный период авюлпза мышц, наиболее ohicltubo проявля­ются превращения гликогена и изменения органических фосфор­ных соединений.

Автолитическпс превращения гликогена связаны с его фосфо- рилитическим распадом и дальнейшим процессом анаэробного гликолиза, который приводит к необратимому накоплению мо­лочной кислоты и снижению рН мышечной ткани. Кроме того, мышечный гликоген в процессе автолиза подвергается интенсив­ному гидролитическому амилолитическому распаду, ведущему к накоплению в мышечной ткани редуцирующих углеводов. Таким образом, автолитический распад мышечного гликогена обуслов­лен двумя параллельно протекающими процессами: анаэробным гликолизом с образованием молочной кислоты и гидролизом с образованием редуцирующих углеводов. Общие закономерности протекающих процессов, сопровождающиеся накоплением или распадом специфических биохимических веществ, показаны на рис. 3.1 —3.3.

Методы химического и биохимического анализов тканей наи­более предпочтительны при оценке глубины и характера автоли- тических превращений тканей мяса.

Состояние автолиза тканей легко определить по внешним признакам визуально. Сразу после убоя мышечная ткань рас­слаблена, поскольку в клетках содержится АТФ. уровень которой поддерживается в результате ряда хаотично протекающих реак­ций. Через несколько часов ранее расслабленные мышцы теряют свою гибкость, эластичность, становятся твердыми и непрозрач­ными. Наступает посмертное окоченение, которое сохраняется в течение 24—28 ч. По истечении 24—28 ч все более заметными ста­новятся признаки разрушения клеточных структур: ядра сморщи­ваются, появляются поперечные разрывы мышечных волокон. Накопление специфических химических веществ в процессе авто­лиза служит основой орга- нолептической оценки со­стояния сырья.

Можно выделить ряд объективных биохимичес­ких, физико-химических и морфологических призна­ков опенки этапов после- убойного созревания мяса.

Так, процесс созревания мяса связан с переходом части водорастворимых бел-

а» 600 500 о.400 §.£ 300 200 100 S О

J00 4^350 300 Щ250 200

12 24 36 48 60 72 Продолжительность созревания мяса,ч

Рис. 3.1. Изменение содержания глюкозы (7) и гликогена (2) при созревании мяса

267

800

2

-с —i

SSlo*

12 24 36 48 60 Продолжительность созревания мяса, ч

72

Рис. 3.2. Изменение содержания молоч­ной кислоты при созревании мяса при температурах:

/-34 °С; 2— 4°С

оо^

24 48 72 96 120

Продолжительность созревания мяса, ч

Рис. 3.3. Изменение содержания фосфо­ра при созревании мяса:

1 - - неорганического; 2— органического

ков мышечных волокон в коагулированное состояние, причем особенно сильный сдвиг в соотношении общего аминного и ам­миачного азота водной вытяжки мяса при 4 °С приходится на 6-й час после убоя животного. Массовая доля коагулирующих белков водной вытяжки составляет 60 % общего азота вытяжки.

Отношение миозина к миогену уменьшается почти в три раза к 24-му часу и остается затем постоянным (рис. 3.4). Отношение азота растворимого белка к белковому азоту к 24-му часу умень­шается в два раза — с 0,6 до 0,3 и стабилизируется. Общее коли­чество экстрактивных веществ держится на стабильном уровне в течение 10 сут. Массовая доля молочной кислоты составляет 0,7— 0,8%; редуцирующих Сахаров — 0,2 %; рН 5,6—5,7 (данные для однотипных животных, например коровы в возрасте 6—7 лет сред­ней упитанности).

Наиболее важной составной частью мяса по объему, питатель­ной и биологической ценности является поперечнополосатая мы­шечная ткань туш убойных животных. В этой связи важно знать не только последовательность послеубойных изменений мышеч­ной ткани, но и иметь достоверный метод их определения.

Важно отметить, что в процессе биохимических превраще­ний белковых и азотистых экстрактивных веществ в мя­се накапливаются химические предшественники вкуса и аро­мата мяса.

Stu on

o<uS oi5

24 48 72 96 120 Продолжительность созревания мяса, ч

Рис. 3.4. Изменение отношения миозина к миогену и гликогена к молочной кис­лоте при созревании мяса:

J — миозин/миоген; 2— гликоген/молочная кислота

268

Интенсивный обмен белков в животных тканях требует нали­чия системы, осуществляющей интенсивный распад белковых веществ. В связи с ведущим значением биохимических фермен­тативных процессов для направленного регулирования свойств мясного сырья и готовых продуктов большое практическое зна­чение имеют тканевые ферментные системы мяса. Действие про- теолитических ферментов в животных тканях в послеубойный период направлено на расщепление собственных компонентов и структур клеток.

Протеиназы, осуществляющие гидролиз белков, подразделяют на экзо- и эндопептидазы. Первые расщепляют концевые участки полипептидных цепей, вторые-— внутренние участки цепи. Экзо- пептидазы содержатся как в саркоплазме и саркоплазматическом ретикулуме, так и в лизосомах, тогда как внутриклеточные эндо­пептидазы находятся, как правило, в лизосомах клеток.

Прижизненная роль внутриклеточных протеолитических фер­ментов многогранна: они участвуют в катаболизме белков и доставке пластического материала для биосинтетических реакций, образовании и распаде физиологически активных веществ, оказы­вают прямое воздействие на энзиматический аппарат клетки по­средством активации зимогенов или протеолитической модифи­кации самих ферментов и т. д.

В автолитических превращениях мышечной ткани наиболее важное значение имеет деятельность двух основных ферментных систем. Одна из них связана с функцией движения, другая — ката­лизирует непрерывный распад главных структурных элементов мышечного волокна, в том числе актомиозинового комплекса. Главная роль отводится катепсинам.

Катепсины — кислые протеиназы, проявляют максимальную ак­тивность при рН 2,0—5,0, находятся в органах, тканях и локализо­ваны в лизосомах, которые представляют собой внутриклеточные пузырьки диаметром около 5,5 мкм, ограниченные мембраной.

Катепсины являются типичными протеиназами и вызывают деструкцию высокомолекулярных белков. С деятельностью ка- тепсинов, которые во втором периоде автолиза освобождаются из лизосом и активируются кислой реакцией среды клетки, тес­но связаны изменения свойств белков, предшествующие релак­сации мышц.

В настоящее время в мышечной ткани идентифицирован ряд ферментов эндопептидазного действия — катепсины B_v D, Н, L, G и экзопептидазы — катепсины А, В₂ и С.

Катепсин В_х — тиоловая эндопептидаза, активируется SH-coe- Динениями, имеет оптимум активности при рН 6,0, проявляет бо­лее высокую по сравнению с коллагеназой способность к гидро­лизу коллагена в кислой среде и напоминает папаинтиоловую протеиназу растительного происхождения, широко используемую Для мягчения мяса.

269

Катепсин D карбоксильная эндопсптпдаза. проявляющая ак­тивность при рН 2.8—1,0. расщепляет низкомолекулярные пепти­ды, имеет сродство к пептидным связям, образованным гидрофоб­ными боковыми радикалами, и поэтому сходен с пепсином — пи­щеварительным ферментом, выделяемым слизистой оболочкой желудка. Катепсин £ отличается от катепсина D субстратной спе­цифичностью, более кислым характером и лабильностью. Катеп­син Нотносится к эндоаминопептидазам. способен гидролизовать белки и пептиды с максимальной активностью при рН 6,0.

Катепсин L — тиоловая эндопептидаза. присутствует в лизосо- мальной фракции, гидролизует различные бедки с максимальной активностью при рН 5,0.

Лизосомальные экзопептидазы были открыты позднее эндо- пептидаз. В настоящее время установлено, что они наиболее ак­тивны на последних стадиях расщепления белковых молекул, когда под действием эндопептидаз образуется много новых кон­цевых групп.

Катепсин А — лизосомальная карбоксипептидаза, проявляет наибольшую активность по отношению к пептидам при рН око­ло 5,6—6,9, не способен гидролизовать крупные молекулы белка, однако вместе с катепсином D проявляет синергизм по отноше­нию к белкам мышц. Отличительной чертой катепсина А являет­ся способность гидролизовать синтетический субстрат карбобен- зокси-£-глютамил-/.-тирозин.

Катепсин В₁ — относительно неспецифическая карбоксипепти­даза, активируемая сульфгидрильными соединениями; гидролизует полипептиды до свободных аминокислот с оптимумом рН 5,5—5,6, осуществляет глубокий гидролиз полипептидных фрагментов, об­разующихся в результате действия эндопептидаз.

Катепсин С—типичная тиоловая экзопептидаза, которая рас­щепляет пептиды и их производные с оптимумом рН 5,0—6,0. Яв­ляясь своеобразной аминопептидазой, принимает участие в дегра­дации белка в комплексе с другими катепсинами или выполняет функции трансфераз.

В саркоплазме, митохондриях и рибосомах клеток выделен ряд протеиназ, проявляющих максимальную активность в нейтраль­ной среде (рН 7,0—8,0) при наличии ионов калия. Кальцийзави- симые тканевые протеиназы получили название кальпаинов.

Лизосомальные протеиназы — катепсины и кальцийзависимые протеиназы — кальпаины участвуют в автолитической деструкции тканей двояким образом: непосредственно воздействуя на основ­ные компоненты клеточных элементов и путем активации других протеолитических ферментов.

Главенствующую роль в деградации белков играют катепсины L, В, Н и D, при этом важное место в процессе внутриклеточного протеолиза отводится катепсину D.

Действуя на разные субстратные фрагменты, катепсины ока­

270

зывают существенное влияние на структуру белковых компонен­тов. Это вносит определенный вклад в диссоциацию образовав­шихся на этапе посмертного окоченения белковых агрегатов, ве­дет к появлению свободных сульфгидрильных групп и частично­му восстановлению свойств мышечной ткани, утраченных в про­цессе окоченения.

В результате действия катепсинов на белки при правильном развитии автолитических процессов мясо приобретает неж­ность, сочность, выраженные вкус и аромат. Характер и глуби­на автолитических изменений в мясе влияют на его качество и пищевую ценность.

Изучение и целенаправленное использование биохимических свойств тканевых ферментных систем необходимы для регулиро­вания и интенсификации технологических процессов получения свежего мяса и продуктов его переработки.

При получении продуктов с заданными свойствами управление технологическими процессами осуществляется путем воздействия на основные ферментные системы мяса внешних факторов: тем­пературы, рН среды и т.д., для чего необходимо знать условия проявления активности катепсинов.

Таким образом, имея объективную информацию о характере и глубине изменений структурных компонентов тканей, активности катепсинов, можно создать условия максимального использования животных тканей для получения качественных мясных продуктов.

3.2. БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВИ

Кровь убойных животных — один из важнейших источников высокоценного животного белка. По содержанию белка кровь практически не отличается от мяса и содержит лишь на 5—10% больше воды. Реакция среды слабощелочная, почти нейтраль­ная. Кровь обладает способностью к пенообразованию и образо­ванию эмульсий. Коэффициент переваримости крови составляет 94—96 %, т. е. она почти полностью усваивается организмом. Кро­ме того, наличие в ней биологически активных веществ делает ее более полноценным источником продуктов питания.

В производстве мяса и мясопродуктов используют цельную кровь, плазму (фракцию крови без форменных элементов) и сыво­ротку (плазму без фибриногена). Особенностью цельной крови и плазмы является свертывание.

При глубоких повреждениях кровь обильно вытекает из сосу­дов и через некоторое время свертывается в результате превраще­ния растворимого белка плазмы фибриногена в нерастворимый фибрин. Механизм свертывания крови очень сложен и регулиру­ется с помощью каскадной системы реакций, протекающих с участием ферментов и без них (рис. 3.5).

271

Поврежденные ткани освобождают

тромбопластин

Белки

Кровяные пластинки

распадаются и освобождают

Протромбин ■

Фибриноген •

громбошгтарный фактор

Белки

Протромбокиназа

► I ромбин + пептидные фрагменты

J ромбин

катализирует

реакцию

■Фибрин-мономер + пептиды

Полимеризация мономера

г

Фибрин-полимер

Рис. 3.5. Последовательность реакций, приводящих к сверты­ванию крови

«Пусковым механизмом» свертывания крови является ткане­вый фактор тромбопластин, являющийся липопротеидом, кото­рый проявляет протеолитическую активность, но охарактеризован еще недостаточно. При повреждении сосудов он освобождается и инициирует свертывание. В результате реакций тромбопластина с ионами Са²⁺ и некоторыми белками плазмы (проакцелерином и проконвертином) образуется фермент тромбокиназа.

Второй путь образования тромбокиназы связан с распадом тромбоцитов и выделением из них тромбопластина, который впоследствии взаимодействует с ионами Са²⁺ и некоторыми гло­булинами плазмы.

Последняя стадия механизма свертывания — протеолиз фибри­ногена тромбином с образованием нерастворимого фибрина.

Итак, тромбин — важный фермент системы свертывания кро­ви, активно гидролизующий фибриноген. Способность тромбина специфически расщеплять связь между остатками аргинина и гли­цина свидетельствует о сходстве тромбина с трипсином. Тромбин имеет молекулярную массу 33 700 и состоит из двух полипептид­ных цепей (А и В).

Последовательность аминокислот вокруг серина в активном центре тромбина Gly—Asp—Ser—Gly—Gly—Pro аналогична их последовательности в активном центре сериновой протеиназы поджелудочной железы. Как и панкреатические сериновые проте­иназы, тромбин синтезируется в виде неактивного зимогена — протромбина, который имеет молекулярную массу 66 ООО. Про­

272

тромбин синтезируется и печени при наличии достаточного коли­чества витамина К.

Переход протромбина в тромбин эффективно протекает при участии фермента громбокиназы в присутствии ионов Са^;' и дру­гих факторов свертывания.

В результате протеодитпческого растепления связи лргинин — треонин с ампнокоппа протромбина высвобождается фрагмеш молекулярной Maccoii 32 ООО (рис. 3.6). Последующее расщепле­ние связи аргинин — лейцин приводит к высвобождению актив­ного тромбина.

В результате серии протеолитпческих реакции протромбин превращается в активную форму — тромбин с ярко выраженной специфичностью к разрыву пешилных связей между аргинином и глицином. Такая специфичность действия тромбина обеспе­чивает превращение фибриногена в фибрин в процессе сверш- вания крови.

Таким образом, свертывание крови включает эффективно регу­лируемую серию превращений неактивных зимогенов в активные ферменты, что в итоге приводит к образованию тромбина, а затем фибрина. За небольшим исключением, все активируемые компо­ненты свертывания представляют собой еериновые протеиназы. Все они ингибируются подобно трипсину диизопропилфторфосфатом и гидролизуют пептидные связи, образованные карбоксильными группами остатков аргинина и глицина.

Свертывание крови в значительной степени затрудняет ее про­мышленную переработку. Для исключения или замедления свер­тывания крови выводят или ослабляют активизацию одного из компонентов системы. Вещества, вызывающие целевое действие, называются антикоагулянтами или стабилизаторами. Химическая природа и механизм их действия на свертывающую систему раз­личны. В связи с этим антикоагулянты подразделяются на две большие группы — физиологические и нефизиологические. Дей­ствие их, как правило, очень быстрое. Стабилизаторы вводят сразу

Отщ епляемый фрагмент

Тромбин §

у Карбоксиглутаматы локализованы в этой области

I

Агд-274 ~А X Агд-323^

582

Участки, в которых происходит расщепление

Рис. 3.6. Структура протромбина:

в результате расщепления двух пептидных связей (Лгу-274 — Thr-275 и Arg-323 — Не-324) образуется тромбин: А- и В-иепи тромбина соединены лисульфидной связью

273

после изъятия кропи, ло начала образования сгустка. Физиологи­ческие стабилизаторы предотвращают прижизненное свертывание крови, инактивируя важнейшие сислемы свертывания. К ним oi носятся гепарин, антитромбопластин. антитромбин и др.

При пропускании крови, например, через слой ионообменном смолы 50 ^сс кальция заменяется натрием. Достаточно снизип, концентрацию Са^2г вдвое для того, чтобы кровь не свертывалась. Существуют и другие подходы к стабилизации крови.

Кровь убойных животных широко применяется для произвол- сиза мясопродуктов. Это связано с тем. что белки плазмы крови кроме высокой пищевой и биологической ценности имеют высо­кие функциональные свойства: высокую эмульгирующую, водо связывающую способность и обладают способностью к теле-, пено- и волокнообразованию, что обусловлено наличием в ее со­ставе альбуминов и фибриногена.

3.3. БИОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЖИВОТНЫХ ТКАНЕЙ

При жизни животных некоторые органы и ткани способны на­капливать и секретировать биологически активные вещества, ко­торые выполняют важнейшие функции в поддержании жизнедея­тельности. После убоя сельскохозяйственных животных из этих источников получают ферментно-эндокринное сырье, которое в дальнейшем идет на производство медицинских препаратов. Пос­ледние, в свою очередь, широко используются в теоретической науке, медицине, фармацевтической промышленности, сельском хозяйстве и при переработке пищевого сырья. По механизму дей­ствия, свойствам, физиологическому и лечебному эффекту эти ве­щества подразделяют на гормоны (гормональные препараты) и ферменты (ферментные препараты). Гормоны выделяют главным образом из эндокринных желез (желез внутренней секреции). К такому сырью относятся гипофиз, паращитовидные железы, щитовидная, поджелудочная, половые железы и надпочечники. Ферментные препараты получают преимущественно из слизистой оболочки желудков свиней и сычугов крупного рогатого скота, молочных ягнят и телят, слизистой оболочки тонкого отдела ки­шечника, а также поджелудочной и слюнной желез.

Важнейшими условиями правильной организации сбора фер- ментно-эндокринного сырья являются быстрое извлечение его из туши животного, соблюдение санитарно-гигиенических тре­бований, предотвращающих загрязнение и микробное инфи­цирование.

Под каталитическим воздействием ферментов осуществляются процессы гидролиза, фосфоролиза, переноса различных групп (метильных радикалов, остатков фосфорной кислоты и т.д.),

274

окисления, восстановления и т. л. При посредстве ферментов реализуется влияние как внутренних, генетических, так и внеш­них, природных факторов на развитие организма. Незначитель­ные различия в строении ферментов определяют видовые осо­бенности организмов, а в нарушении биосинтеза некоторых из них лежат причины возникновения наследственных и других заболеваний.

Будучи выделены из клеток, ферменты не утрачивают способ­ности выполнять каталитическую функцию. На этом основано их практическое применение в пищевой, легкой и фармацевтической промышленности. В связи с этим ткани животных, в которых ак­тивно синтезируются ферменты, имеют практическое значение в качестве источников для их получения. Определенный интерес представляют ткани низкой пищевой ценности, клетки которых синтезируют ферменты.

Традиционно с этой целью используют слизистые оболочки, бо­гатые пищеварительными ферментами, которые в метаболизме жи­вотного организма выполняют функции гидролитического распада пищевых веществ: секрет слюнных желез —слюна (особое значе­ние в функции которой принадлежит амилазе, а также лизоциму): желудочный сок, содержащий пепсин, ренин и липазу (первые два активируются соляной кислотой желудочного сока); секрет подже­лудочной железы, желчь и кишечный сок, богатые трипсином, химотрипсином, липазой, амилазой, рибонуклеазой и др.

Пепсин, трипсин и химотрипсин выделяются железистыми клетками в виде неактивных предшественников — зимогенов: пеп- синогена. трипсиногена и химотрипсиногена. Их активные цент­ры блокированы фрагментами полипептидной цепи, после от­щепления которых ферменты приобретают активность.

В группе протеолитических ферментных препаратов животного происхождения наибольший практический интерес представляют ферментные препараты, вырабатываемые из поджелудочной же­лезы убойных животных, а также пепсин, вырабатываемый из слизистой оболочки сычугов крупного рогатого скота.

Поджелудочная железа содержит комплекс ферментов, около 50 % которых составляют трипсин и химотрипсин. Они вы­делены в кристаллическом виде и всесторонне изучены. Ком­плексный препарат ферментов поджелудочной железы называ­ют панкреатином.

Отечественная промышленность вырабатывает достаточно ши­рокий ассортимент ферментных препаратов для медицины, пре­паративной практики, пищевой и перерабатывающей промыш­ленности.

Гормонами (от греч. «хормао» — побуждаю, возбуждаю, по­ощряю) называют группу химических соединений, вырабаты­ваемых преимущественно железами внутренней секреции, не имеющими прямого пищевого значения и оказывающими ре-

275

гудпруюшее влияние на пронеееы обмена веществ и функцио­нирование органов и тканей.

Они регулируют размножение, рост и развитие организма, влияют на дифференцирование тканей, формирование функ­ций. на поддержание гомеостаза центральной нервной системы, ччасгвуют в адаптационных реакциях на внешние раздражители (стресс) и т. д.

Гормоны взаимодействуют со специфическим для данного гор­мона рецептором (чаще всею это бедки), вызывая ряд биохими­ческих изменений в клетке. В зависимости от механизма взаимо­действия гормонов с рецептором все гормоны можно разделить на две группы: гормоны, не проникающие в клетку и взаимодейству­ющие с рецепторами на наружной стороне мембраны, и гормоны, проникающие внутрь клетки и взаимодействующие с рецептора­ми в цитоплазме клеток.

В клетке находятся специальные механизмы, которые прекраща­ют действие гормонов, т.е. влияют на обратимое соединение гор­мон — рецептор. Разрушение гормонов происходит в печени.

Эндокринные заболевания возникают не только при гипер- или гипофункции эндокринных желез, но также при интенсивном распаде гормонов или при нарушении функции рецепторов, без которых гормон не проявляет своего действия.

Гормоны интегрируют обмен веществ, регулируя соподчинен- ность и взаимосвязь разнообразных химических реакций в раз­личных органах и тканях и организме в целом. В свою очередь, деятельность желез внутренней секреции, продуцирующих гормо­ны, контролируется центральной нервной системой.

Гормоны действуют в организме следующим образом: изменя­ют проницаемость мембран для определенных веществ, например глюкозы и аминокислот; регулируют активность отдельных фер­ментов путем аллостерического воздействия; регулируют синтез ферментов, действуя на генетический аппарат клетки; влияют на образование белковой части фермента (или на распад ферментов) и образование коферментов.

По химической природе гормоны млекопитающих можно раз­делить на три большие группы: белки и полипептиды; стероиды; прочие гормоны, в том числе амины, образующиеся в ходе мета­болизма из аминокислот.

Наиболее изученным и важным является гормон инсулин, хи­мическая и пространственная структура которого расшифрована и показана на рис. 3.7.

Некоторые полипептидные гормоны, в том числе инсулин и глю- кагон, подобно протеолитическим ферментам желудка и поджелу­дочной железы синтезируются в клетках эндокринных желез в виде неактивных предшественников, или прогормонов. Пример — инсу­лин, превращающийся в активную форму путем ферментативного отщепления части полипептидной цепи. В процессе превращения

276

Рис. 3.7. Структура проинсулина и инсулина:

а — первичная структура проинсулина быка; о —третичная структура протомера; А1—А21 - пепь А; В1-В30— цепь В (пунктиром показана зона связывания с рецептором)

проинсулина и инсулин С-исптил огшепляется пол воздействием специфического фермента, ускоряющего гидролиз пептидных свя­зей по остаткам аргинина в позициях 31 и 60 (см. рис. 3.7. а).

На рис. 3.7, она примере третичной структуры пунктиром пока­зана зона связывания протомера с рецептором. В четвертичной структуре гексамерной молекулы каждый блок соответствует про- томеру; один блок отсутствует, чтобы показать взаимодействие ионов цинка с тремя радикалами гистидина и иона кальция с тремя радикалами глутаминовой кислоты. Источники основных предста­вителей каждой из групп гормонов представлены ниже.

Гормоны Место секреции

Пептидные

Тиролиберин Гипоталамус

Кортикогропин Передняя доля гипофиза

Вазопрсссин Задняя доля гипофиза

Инсулин Поджелудочная железа Глюка гон То же

Стероидные

Кортизол Кора надпочечников

(З-Эстрадиол Яичники

Тестостерон Семенники

Прогестерон Желтое тело

Амины

Адреначин Мозговой слой надпочечников

Тироксин Щитовидная железа

В последнее время предпринята попытка классифицировать гормоны, исходя не только из их химической природы, но и из их происхождения и физиологической функции.

Известны биологические (испытание на животных) и химичес­кие способы определения гормонов. Реакции качественного опре­деления специфичны для каждой группы гормонов.

В результате реакции иода с крахмалом образуется соединение синего цвета.

К качественным реакциям на гормоны мозгового слоя надпо­чечников (адреналин, норадреналин) относятся реакции с хлори­дом железа (III), с диазореактивом и иодатом калия.

Количественные методы определения гормонов основаны на проведении специфических реакций с образованием окрашенных или флуоресцирующих продуктов, определяемых колориметричес­ки или флуориметрически. Метод количественного определения адреналина по Фолину основан на определении интенсивности си­него окрашивания, возникающего при взаимодействии адреналина с солями фосфорновольфрамовой и фосфорномолибденовой кис­лот. Флуориметрический метод состоит в том, что некоторые веще­ства при ультрафиолетовом облучении начинают флуоресцировать, т. е. сами становятся источником нового (вторичного) излучения (например, количественное определение адреналина и норадрена- лина в моче). Излучение регистрируют и количественно измеряют

278

Рис. 3.8. Принципиальная схема ф.ту ориметра:

1 — нетчник УФ-и злуче! ип ный светофильтр:

к ю ног;

вторичный светофплыр: - 6 — X'iCk I роНПЫИ УСИЛИТСЛЬ

нормеip

. J -- перши - с пропои: -< фопплемет: ⁷ - миллпам-

4

7

при помощи специального при­бора — флуориметра (рис. 3.8). Интенсивность флуоресценции пропорциональна концентрации вещества в растворе.

Пептидные гормоны. Важнейшими являются окситоцин. вазо- прессин, гастрин. глюкагон. инсулин, адренокортикотропин и гиреотропин.

Окситоцин и вазопрессин —- 9-членные полипептиды анало­гичной структуры:

глп ас-П

/ ^{4 5} \ , : плс вне про леи глн(1ЧНД

I /

тир пне Окситоцин

ГЛП ''^1>сп

/ ^{4 s} \ 6 фен³ Дне про арг r.Tii(NH₂)

i

тир ипс Вазопрессин

Они выделены из задней доли гипофиза. Окситоцин вызывает сокращение мышечных волокон, способствует нормальному про­теканию родов. Вазопрессин в известной мере сходен с окситоци- ном по функциональной активности: стимулирует сокращение гладких мышц сосудов, а также участвует в регуляции водного ба­ланса организма и осмотического давления плазмы крови.

Гастрин — 17-членный пептид, выделяемый слизистой оболоч­кой желудка. Он стимулирует секрецию желудочного сока, спо­собствует выделению секрета поджелудочной железы, усиливает тонус и сокращение мышц желудка и тонкого кишечника.

Глюкагон — 29-членный пептид, синтезируется в ос-клетках ос- тровковой части поджелудочной железы, способствует деструкции углеводов в процессе гликогенолиза.

Адренокортикотропин — 39-членный пептид, продуцируемый передней долей гипофиза, оказывает разностороннее действие: повышает активность фосфорилазы, липазы и глюкозо-6-фос- фатдегидрогеназы, усиливает синтез белков и нуклеиновых кис­лот и т. д. Выполняет в организме основную функцию — регуля­цию биосинтеза кортикостероидов надпочечными железами.

279

I npcoipoiiii!i -беюк. вы.ic. 1ЯС.Мы!i передней .40.1011 ГППОфиза. 11редсгавляо1 собои ыикопроюпн с молекулярном массом 2N 3<Л). состоящим из двух субьелмпим с молекулярными массами 13 000 п 14 700. исключительно ooiаты.х дису.тьфплными мостиками (5 и (> cooTBei стнснно). Тпреот ром им с тпмулпрует лея] е.тьность щи говпл- нои железы. В свою очерель. выделение тирео iроиина peiулпрус 1ся по принципу обратной связи юрмонами шитовпднои желе зы.

Стероидные гормоны. Предславляют собоп iiponлюдные полп- пиклических спиртов — с городов, у которых окислена боковая цепь. В корковом слое надпочечников продуцируется более 40 различных стероидов, которые носят' общее название «кортико- сгеропды». Восемь из них являются стероидными гормонами коры надпочечников. Наибольшее распространение и значение в организме имеют кортикостерон. 17-оксикортикостерон (гидро­кортизон) и альдостерон (в сумме они составляют 4/5 всех корти- костеропдов коры надпочечников):

В мужских и женских половых железах, а также в надпочечных железах синтезируется 10 стероидов, обладающих свойствами поло­вых гормонов. Важнейшее значение из них имеют тестостерон (муж­ской половой гормон) и эстрадиол (женский половой гормон).

Тестостерон 3ciрадиол

280

Эстра пю.т принадлежит к группе эстрогенов (женских подовых гормонов), которые влияют на функционирование почти всех тка­ней в организмах позвоночных. Основное их действие — стимуля­ция роста и созревания органов размножения самок и поддержа­ние их способности к воспроизведению. Эстрадпол оказывает так­же влияние на обмен углеводов, белков и нуклеиновых кислот, активизирует ряд ферментов лимоннокислого пикта.

Прочие гормоны. Из гормонов, не являющихся по своей хими­ческой природе пептидами и стероидами, но широко встречаю­щихся у человека и животных, хорошо известны адреналин (фе- нолампн). тироксин (карбоновая кислота с карбоксилом в боковой цепи) и простагдандины (производные полпеновых 20-углеродных жирных кислот), а также аналогичные им соединения.

Тироксин продуцируется щитовидной железой и является представителем группы иодт и рои и нов:

он

о

сн,

Н—С—NH-.

СООН 1-Тироппн

ОН

ОН

СООН

L -Тироксин (3,5,3'. 5-тст- раподтирошш)

СН,

H-C-NH:

СООН

L - 3,5,3 - тршюд- тпронпп

О

СН_:

Н—С—NHj

СООН

L - 3,3 - дпиод- тпрошш

Биосинтез тиреоидных гормонов осуществляется в щитовид­ной железе при посредстве особого белка — тиреоглобулина пу­тем конденсации двух молекул дииодтирозина в молекулу тетра- иодтиронина. Связываясь со специфическими глобулинами кро­ви, иодтиронины доставляются к клеткам организма, где прояв­ляют свое действие.

Механизм действия иодтиронинов изучен недостаточно. Счи­тают, что эти гормоны влияют на скорость метаболизма и по­требление кислорода тканями. В итоге усиления окислительных

281

процессов повышается интенсивность расщепления углеводов, жиров и белков в процессе обмена веществ с освобождением боль­шого количества энергии.

Простагландины — соединения с широким спектром гормо­нального действия, синтезируются из производных пол неновых 20-углеродных жирных кислот во многих тканях человека и жи­вотных, преимущественно в репродуктивных органах.

Простагландины выполняют разнообразные физиологические и фармакологические функции. В связи с этим они находят все более широкое применение при создании принципиально новых лекарственных средств. Это связано с тем, что механизм их дей­ствия сводится к усилению или ослаблению влияния многих дру­гих гормонов на фундаментальные стороны обмена веществ на ге­нетическом и других уровнях. Считают, что простагландины явля­ются модуляторами гормонорецепторных комплексов, т. е. спо­собны изменять их активность, опосредуя действие гормонов.

Нестимулированный уровень гормонов очень низок (в преде­лах микромолярных и ниже концентраций). В силу этого их вы­деление, идентификация и количественное определение связаны с определенными трудностями.

Лабораторная работа № 1

ОЦЕНКА ГЛУБИНЫ И ХАРАКТЕРА АВТОЛИТИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ МЕТОДАМИ БИОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА НЕБЕЛКОВЫХ ВЕЩЕСТВ

Цель работы. Приобрести практический навык в оценке техно­логической пригодности мяса на основе анализа небелковых ве­ществ мышечной ткани.

Задачи. Определить количественное содержание гликогена, не­органических фосфорных соединений, АТФ, глюкозы в мясе, оп­ределить органолептические показатели и оценить технологичес­кую пригодность мяса.

Объекты исследования. Образцы мышечной ткани различных видов убойных животных и птицы разных сроков хранения мас­сой по 50 г. Хранение образцов осуществляется при температуре 4 °С и относительной влажности воздуха 80 %.

Материалы, реактивы и оборудование. Весы технические; водя­ная баня; электроплитка; асбестовая сетка; масляный насос; шта­тив; скальпель; кварцевый песок или толченое стекло; бумажные фильтры; порошковый асбест; песочные часы на 3 мин; термо­метр; индикаторная бумага; фарфоровые ступки; колбы коничес­кие вместимостью 150 см³; колбы мерные вместимостью 50 и 100 см³; часовые стекла; воронки; колбы Бунзена с резиновыми

282

пробками, и которые вставлены стеклянные фильтры Nh 2 или 3: бюретки; пипетки объемные вместимостью 5. 10 и 20 см-¹; стеклянные палочки с резиновыми наконечниками; раствор мед­ного купороса (реактив А): щелочной раствор сегнетовой соли (раствор Б): раствор сульфата окпсного железа; раствор КМп0₄ молярной концентрацией 0.1 моль/дм³: раствор ZnS0₄ массовой долей 15 °с\ раствор желтой кровяной соли массовой долей 10%: СаССК; раствор НС1 массовой долей 17%: насыщенный раствор Na^CCX: толуол в капельнице.

Приготовление реактивов. Реактив^ А (раствор сульфата меди): 40 г СuSO, • 5Н₉0 растворяют в 1 дм³ воды и фильтруют.

Раствор Б (щелочной раствор сегнетовой соли): 150 г NaOH растворяют в воде, добавляют 20 г Сегнетовой соли и дово­дят объем водой до 1 дм³.

Раствор суд ъ ф а та о к и с н о г о же л е з а: 50 г Fe,(S0₄ ), растворяют в 400—500 см³ воды, добавляют 110 см³ кон­центрированной HLSO. и доводят объем водой до 1 дм³.

Р а с т в о р КМп0₄ м о л я р н ой к о н ц е н г р а ц и е й 0,1 моль/дм³: готовят из фиксанала или (при его отсутствии) растворяют 5 г КМп0₄ в 1 дм³ горячей воды, кипятят 30 мин и после охлаждения переливают в темную склянку; через 2 дня оп­ределяют титр по щавелевой кислоте.

Т а 6 л и ц а 3.1

Масса глюкозы (мг), соответствующая массе меди (мг) по методу Бертрана

Глюкоза	Мель	1 Глюкоза i	Мель	Глюкоза	Медь
10	20.4	28	55,3	46	88,2
11	2.4	29	57,2	47	90,0
12	54.3	30	59,1	48	91.8
13	26.3	31	60,9	49	93,6
14	28.3	32	62,8	50	95,4
15	30,2	33	64,6	51	97,1
16	32,2	34	65,5	52	98,9
17	34,2	35	68,3	53	100,6
18	36,2	36	70.1	54	102,3
19	38.1	37	72,0	55	104,1
20	40,1	38	73.8	56	105,8
21	42,0	39	75,7	57	107.6
22	43.9	40	77,5	58	109.3
23	45,8	41	79,3	59	111,1
24	47.7	42	81.1	60	112,8
25	49.6	43	82.9	61	114,5
26	51,5	44	84,7	62	116.1
27	53.4	45	86,4	63	117.9

283

ПроОоАжета

Глюков! Медь

64	1 19.6
65	121.3
66	123.0
67	124.7
6S	126.4
69	128.1
70	129.8
71	131.4
72	133.1
73	134.7
74	136.3
75	137.9
76	139.6

ЮКО U	Мель
7-	141.2
	142.S
79	144.5
SO	146.1
SI	147.7
S2	149.3
S3	150.9
S4	152.5
S5	154.0
86	155.6
87	157.2
88	158.8
89	160.4

Глюкоза Мель

90	162.0
91	163.6
92	165.2
9 3	166.7
94	168.3
95	169.9
96	171.5
97	173.1
98	174.6
99	176.2
100	177.8

Методические указания. В течение первых суток после убоя развитие посмертного окоченения приводит к снижению рН от 6.5—7,0 до 5,5—5,6, отсутствию выраженных вкуса и аромата. Сравнительные органолептические показатели продукта в зави­симости от глубины автолитических превращений в мясе при­ведены в табл. 3.2.

Таблиц а 3.2

Органолептические показатели продуктов, приготовленных из мяса на разных стадиях

автолиза

Продукт

Несозревшее мясо

Созревшее мясо

Вареное мясо

Бульон

Жесткое, сухое, отсутствуют специфические приятные вкус и аромат

Мутный, отсутствуют специ­фические приятные вкус и аромат мясного бульона

Нежное, сочное, со специфи­ческими приятными вкусом и запахом

Прозрачный, со специфичес­кими приятными вкусом и ароматом

В связи с отсутствием поступления кислорода в организм ре- синтеза гликогена в мясе после убоя не происходит и начинается его анаэробный распад, который протекает по пути фосфоролиза и амилолиза (рис. 3.9) с образованием молочной кислоты и глю­козы. Это коррелирует с изменением рН и АТФ (рис.3.10).

Через 24 ч гликолиз приостанавливается вследствие исчерпа­ния запасов АТФ и накопления молочной кислоты, подавляющей фосфоролиз.

Накопление молочной кислоты приводит к смещению рН в кислую сторону, в результате чего возрастает устойчивость мяса

284

В течение 24 я (90 % гликогена)

Фосфо- ~ ролиз

Амилолиз ■

? течение 6—8 сут\ (10 % гликогена)

ЛГФ-Н_:.Р0₄ +Н₂0

Пировиноградная Полисахариды

кислота ^

\ Мальтоза

Молочная кислота ф

Глюкоза

Рис. 3.9. Пути анаэробного распада гликогена

g

ч

0)

N *

8-

о О

12	7,5
9	■ 7,0
	6,5
6	■ X
	о-6,0
3	■ 5,5
0	- 5,0

0 2 4 6 8 10 Продолжительность автолиза, ч

Рис. 3.10. Изменение уровня АТФ и рН в мы­шечной ткани в послеубойный период:

1- АТФ; 2 — рН

к действию гнилостных микроорганизмов; снижаются раство­римость миофибриллярных белков (изоэлектрическая точка при рН 4,7—5,4), уровень их гидратации, величина водосвязываю­щей способности; происходит набухание коллагена соединитель­ной ткани; повышается активность катепсинов (рН-оптимум 5,3), вызывающих гидролиз белков на более поздних стадиях автолиза; разрушается бикарбонатная система ткани с выделением диоксида углерода, создаются условия для интенсификации реакций цвето- образования в молекуле миоглобина вследствие перехода двухва­лентного железа в трехвалентное; изменяется вкус мяса; активизи­руется процесс окисления липидов.

Очевидно, общее количество и соотношение специфических продуктов биохимических реакций указывают на характер и глу­бину автолиза, о котором можно судить путем анализа биохими­ческих веществ небелковой природы.

285

Количественное определение глюкозы в мышечной ткани проводят методом bcpipana. Метод основан на восстановлении щелочного раствора оксида меди (II) в оксид меди (1) и учете последнего путем воздействия на него раствором елльфата же­леза (трехвалентного), сильно подкисленного серной кислотой. Количество восс гановленног о при этом железа определяйся шгрованием перманганатом калия, Процесс сводится к следую- п 1 им реакциям:

2СиО редуцирующий сахар • С п О: Си,() + Fe, (S0₄), + H,S0₄ = 2CuS0₄ 4- 2FeS0₄ -f H_:0: H)FeS0₄ + 2KMnO, + 8H₁S0₄ = 5Fc_: (S0₄ )_: + 2MnS0₄ + 8H.O.

Из уравнений следует, что 1 см³ раствора перманганата калия IojIярной концентрацией 0,1 моль/дм-' соответствует 6,35 мг меди. Зная количество миллилитров раствора КМп0₄, пошедшего на титрование сульфата железа, находят, какому количеству милли­граммов меди оно соответствует, и определяют количество сахара в исследуемом растворе по табл. 3.1.

Выполнение работы по оценке глубины и характера автолити- ческих превращений мышечной ткани определенного вида убой­ных животных или птицы осуществляется комплексно бригадами студентов по 2—3 человека.

Каждой бригаде выдается задание по изучению динамики из­менения одного-двух конкретных биохимических показателей при рекомендованных сроках хранения. Бригады выбирают ме­тоды исследования, обосновывают их выбор, проводят закон­ченный цикл исследований в соответствии с конкретными ме­тодиками.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ рН

Подготовка проб. Для определения рН мяса готовят водную вытяжку в соотношении 1 :10, для чего навеску образца мяса массой (10,00 ± 0,02) г тщательно измельчают (ножницами или на мясорубке), помещают в химический стакан вместимостью 100 см³ и экстрагируют дистиллированной водой в течение 30 мин при температуре окружающей среды и периодическом помешивании стеклянной палочкой. Полученный экстракт филь­труют через складчатый бумажный фильтр и используют для определения рН.

Порядок проведения анализа. рН водного экстракта мышечной ткани определяют на потенциометре (рН-метре) любой марки. Результаты фиксируют.

286

2.КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛИКОГЕНА И МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ В МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

Подготовка проб. Проводят в соответствии с методическими указаниями лабораторных работ JNl¹ 24. 25. 28 главы 1.

Порядок проведения анализа. Выполняют в соотвектвип с реко­мендациями к лабораторным работам № 24. 25 главы 1.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АТФ

Порядок проведения анализа. Ведут в точном соответствии с ре­комендациями к лабораторной работе № 28 главы 1.

4. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ В ВЫТЯЖКЕ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ ПО МЕТОДУ БЕРТРАНА

Подготовка проб. Для приготовления вытяжки Сахаров (глюко­зы) навеску предварительно измельченной мышечной ткани мас­сой (10.00 ± 0,02) г тщательно растирают в ступке с 1—2 г кварце­вого песка и количественно переносят в коническую колбу вмес­тимостью 150 см³ с 50 см³ воды. Затем колбу ставят на 30 мин на водяную баню при температуре 70—80 °С. Из охлажденной смеси удаляют белки и коллоидные вещества,^ мешающие определению Сахаров, путем добавления в колбу 5 см³ раствора сульфата цинка массовой долей 15 % и 5 см³ раствора желтой кровяной соли мас­совой долей 10 %. Смесь перемешивают, фильтруют через бумаж­ный складчатый фильтр в мерную колбу вместимостью 100 см³ и промывными водами доводят до указанного объема. На этом этапе работу прерывают, добавив в вытяжку несколько капель толуола и закрыв колбу пробкой.

Порядок проведения анализа. В коническую колбу помещают 20 см³ вытяжки, добавляют по 20 см³ реактивов А и Б, ставят полу­ченную смесь на электроплитку (на асбест), нагревают до кипения и кипятят 3 мин. В результате выпадает красный осадок оксида меди (Г). Жидкость над осадком должна иметь синий цвет; если она бесцветна, нужно взять меньший объем вытяжки — 10 или 15 см³, доведя объем дистиллированной водой до 20 см³.

Колбу Бунзена со стеклянным фильтром закрепляют при по­мощи лапок в штативе и присоединяют к масляному насосу. По­крывают фильтр слоем асбеста толщиной 1 — 1,5 мм, для чего раз­водят порошковый асбест в горячей воде, выливают на фильтр и отфильтровывают при разрежении.

Сливают жидкость над осадком Cu₂0 декантацией (не взбалты­вая) по стеклянной палочке на стеклянный фильтр и осторожно отсасывают (не досуха, чтобы осадок, попавший на стеклянный фильтр, не окислялся). Затем осадок в колбе и на фильтре не­

287

сколько раз промывают горячей дистиллированной водой до пол ного обесцвечивания промывных вод. стекающих с филыра.

Колбу отделяют от фильтра, твипельно ее промывают внача­ле водопроводной водой, а затем дистиллированной, вставляю! пробку с филы ром. Осадок в колбе и на фильтре растворяют суль­фатом железа в серной кислоте, добавляя его каждый раз неболь­шими порциями и отсасывая насосом. После растворения осадка колбу п фильтр промывают холодной дистиллированной водой до тех пор. пока кислая реакция не исчезнет в промывных водах. Со­держимое колбы титруют раствором перманганата калия до слабо­розового окрашивания.

Массовую долю глюкозы (%) рассчитывают по формуле

X = ^пУ '¹⁰⁰

Ут ■ I ООО " ⁽³¹⁾

где //— количество глюкозы во взятой вытяжке, мг; К—объем всей вытяжки, см ": 100 —перевод в проценты; К,— объем вытяжки, взятой для определения, см'; /// — масса навески, г; 1000 — перевод миллиграммов в граммы.

П р и м е р. При определении глюкозы в 20 см" экстракта на титрование было израсходовано 15 см³ раствора перманганата калия молярной концентра­цией 0.1 моль/дм³. Масса меди составляет 6,36 ■ 15 = 954 мг.

По табл. 3.1 эта масса меди соответствует 50 мг глюкозы, следовательно, содер­жание глюкозы в исследуемом растворе 250 мг%.

Полученные экспериментальные данные представляют в виде таблицы:

Наименование и характеристика об­разца мышечной ткани		Содержание. мг%
	рН	гликогена | кислоты	глюкозы	АТФ

По совокупности показателей делают вывод и формулируют заключение.

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ КАТЕПСИНОВ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

Цель работы. Освоить методику определения протеолити- ческой активности катепсинов мышечной ткани убойных жи­вотных.

Задачи. Получить экстракт катепсинов из мышечной ткани и определить протеолитическую активность катепсинов фотометри­ческим методом.

288

Объект исследования. Мышечная ткань одного иди разных ви­дов животных (коров, свиней, баранов), содержащая комплекс- ферментов.

Материалы, реактивы и оборудование. Дистиллированная вода: бумажные фильтры: водяные бани и термостаты: раствор казеи- ната натрия или гемоглобина массовой долей 2 9с с рН 3.0; 4,0: 5,0; 6,0; раствор ТХУ массовой долей 2 9с: раствор карбоната натрия молярной концентрацией 0,5 моль/дм-¹: рабочий раствор реактива Фолина: фотоэлектроколориметр.

Приготовление реактивов. Основной раствор Фо­лина: 100 г вольфрамата натрия и 25 г молибдата натрия вно­сят в круглодонную колбу вместимостью 2дм³ с пришлифован­ным обратным холодильником, добавляют 700 см³ дистиллиро­ванной воды, 50 см³ раствора ортофосфорной кислоты плотнос­тью 1,869 г/см³, массовой долей 85 % и 100 см³ концентрированной соляной кислоты; смесь кипятят на слабом огне на асбестовой сетке в течение 10 ч, охлаждают, переносят в колбу Эрленмейера, стенки колбы и холодильник ополаскивают 50 см³ воды, затем туда же добавляют 150 г сульфата лития и 5 капель брома. Откры­тую колбу нагревают и содержимое кипятят на слабом огне в тече­ние 15—20 мин под тягой, чтобы удалить пары брома (раствор должен иметь желтую окраску, если раствор зеленый, то обработ­ку бромом повторяют). После охлаждения объем раствора доводят дистиллированной водой до 1 дм³ и фильтруют через трубку Алли- на, заполненную стекловатой. Концентрацию кислоты проверяют титрованием разбавленного в десять раз реактива Фолина раство­ром гидроксида натрия молярной концентрацией 0,1 моль/дм³ по фенолфталеину. Приготовленный раствор хранят в склянке из темного стекла.

Рабочий раствор Фолина: готовят разведением ос­новного раствора дистиллированной водой в два раза.

Раствор субстрата (казеината натрия или гемогло­бина массовой долей 2 %): 2 г воздушно-сухого казеината нат­рия или гемоглобина растворяют в 90 cm^j универсального бу­ферного раствора молярной концентрацией 0,1 моль/дм³ с за­данным значением рН. Затем раствор переносят в мерную кол­бу вместимостью 100 см³ и доводят объем до метки тем же буферным раствором.

Универсальный буферный раствор моляр­ной концентрацией 0.1 моль/дм³: готовят смешиванием равных объемов растворов А, В и С и различных объемов раствора гид­роксида натрия молярной концентрацией 1 моль/дм³ (40 г NaOH растворяют в 1 дм³ воды). Получают буферные растворы с рН от 1,8 до 12,0.

Раствор А (раствор уксусной кислоты молярной концент­рацией 0,1 моль/дм³): 5,7 см³ ледяной уксусной кислоты растворя­ют в 1 дм³ дистиллированной воды.

289

Рас т в о р В (раствор ортофосфорнои кислоты молярном концентрацией 0.1 моль/дм³): 6,45 см³ ортофосфорной кислоты растворяют в 1 дм³ дистиллированнои воды.

Раствор С (раствор ортофосфорнои кислоты молярной концентрацией 0.1 моль/дм³): 6,18 см³ ортофосфорнои кислоты растворяют в 1 дм³ дистиллированной воды.

Методические указания. Для анализа рекомендуется использо­вать мышечную ткань на разных стадиях автолиза. При изучении влияния температуры на активность катепсинов субстраты (раст­воры стандартных белков) прогревают до температур соответст­венно 20, 40, 50, 60 °С.

При изучении влияния рН на ферментативную активность мы­шечного экстракта субстрат растворяют и рН доводят раствором НС1 молярной концентрацией 0,3 моль/дм³ до 3,0; 4,0; 5,0; 6.0.

Для определения активности протеиназ используют метод Ан- сона в модификации Е. Каверзневой, в котором о каталитических свойствах судят по степени расщепления стандартных белков с образованием низкомолекулярных продуктов: пептидов и амино­кислот, в частности, по накоплению тирозина.

За единицу протеолитической активности (ПА) принято ко­личество фермента, которое за 1 мин при 30 °С катализирует пе­реход в неосаждаемое трихлоруксусной кислотой (ТХУ) состоя­ние такого количества субстрата, которое содержит 1 мкмоль ти­розина (1,181 мг).

Протеолитическая активность экстракта катепсинов выра­жается числом протеолитических единиц в 1 см³ ферментного раствора (ед/см³).

Метод определения протеолитической активности может также успешно применяться и при анализе пищеварительных фермен­тов: пепсина, панкреатина, химотрипсина и брипсина.

Подготовка проб. Мышечную ткань очищают от жировой и соеди­нительной тканей, измельчают сначала на мясорубке, а затем гомоге­низируют. Навеску измельченного сырья смешивают с дистиллиро­ванной водой в соотношении 1 : 20 и экстрагируют при (20 ± 5) °С при периодическом перемешивании смеси в течение 30 мин. Затем смесь фильтруют через бумажный фильтр, фильтрат используют в качестве вытяжки протеолитических ферментов — катепсинов.

Порядок проведения анализа. Субстрат (раствор казеината натрия или гемоглобина массовой долей 2 % с заданным значе­нием рН) объемом 2 см³ помещают в пробирку, прогревают до нужной температуры (в соответствии с конкретным заданием) и прибавляют 2 см³ исследуемого экстракта протеолитических фер­ментов мышечной ткани. При этом фиксируют время внесения экстракта. Смесь выдерживают в течение 15 мин, а затем добавля­ют 4 см³ раствора ТХУ массовой долей 2 %, встряхивают и выдер­живают 20 мин (количество вносимого фермента рассчитывают так, чтобы в смеси присутствовал избыток субстрата).

290

Параллельно с опытной готовят контрольную пробу, смешивая реактивы в обратной последовательности. Для этого в контроль­ную пробирку помещают 2 см³ ферментной вытяжки, добавляют 4 см³ раствора ТХУ массовой долей 2 %, встряхивают и выдержи­вают 15 мин. Затем добавляют еще 2 см³ субстрата, встряхивают и выдерживают 20 мин при заданной температуре.

Реакционные среды (контроль и опыт) фильтруют через бу­мажный фильтр. В чистые сухие пробирки отбирают по 1 см³ про­зрачного фильтрата и 5 см³ раствора NaCO, молярной концентра­цией 0,5 моль/дм³ и 1 см³ рабочего раствора реактива Фолина. Смесь встряхивают и выдерживают в течение 20 мин. После этого окрашенный раствор фотоколориметрируют против контроля при длине волны 670 нм с красным светофильтром (№ 9) в кюветах с толщиной светопоглощающего слоя 10 мм.

Протеолитическая активность (ед/см³)

ПА = (ADK)/{J3 • Г), (3.2)

где D — оптическая плотность раствора; А"—степень разведения; ТЭ — тирозино- вый эквивалент, определяемый по калибровочному графику язя данного реактива Фолина; Г—продолжительность гидролиза, мин; Г=15мин.

Построение калибровочного графика. Для расчета протеолити- ческой активности строят калибровочный график по тирозину, по которому затем вычисляют тирозиновый эквивалент ТЭ, т. е. ту оптическую плотность, которая соответствует 1 мкмоль тиро­зина в 1 см³ стандартного раствора. ТЭ необходимо устанавли­вать для каждой новой партии реактива Фолина и каждого фото- электроколориметра.

Готовят раствор тирозина молярной концентрацией 10~³ моль/дм³, для чего 181,19мг чистого тирозина растворяют в растворе НС1 молярной концентрацией 0,2 моль/дм³ в мерной колбе вместимо­стью 1 дм³ (готовят две параллельные пробы). Исходный раствор тирозина используют для приготовления дальнейших разведений в соответствии с приведенными ниже рекомендациями, для чего в мерную колбу вместимостью 50 см³ вносят от 1 до 15 см³ исходно­го раствора тирозина и объем доводят до метки раствором НС1 молярной концентрацией 0,2 моль/дм³:

Объем исходного раствора тирозина, см;	Объем раствора HC1 молярной концен­трацией 0,2 моль/дм"'	Концентрация тирозина
		моль/дм-''	мкмоль/см'
1,0	49,0	0,2 • Ю-4	0.02
2,0	48,0	0,4 • 10~4	0,04
4,0	46,0	0,8 • 10~4	0,08
5,0	45,0	1,0- ю-4	0,10
7,5	42,5	1,5- Ю-4	0,15
10,0	40,0	2,0- 10"4	0,20
15,0	35,0	3,0- 1()~4	0,30

291

Затем в пробирки вносят по 1 см³ раствора тирозина раз­ных концентраций. Добавляют в них при постоянном помеши­вании по 5 см³ раствора карбоната натрия молярной концен­трацией 0.5 моль/дм³ и 1 см¹ рабочего раствора Фолина. Конт­рольный опыт готовят точно так же, но вместо раствора тирозина берут I см³ дистиллированной воды. Дают реакционной смеси постоять 20 мин.

Интенсивность окраски опытного раствора измеряют по отношению к контрольному при к = 656—670 нм в кюветах с толщиной светопоглощающего слоя Ю мм. По средним данным, полученным из двух опытов, строят калибровочный график. На оси абсцисс откладывают количество тирозина (мкмоль/см³), на оси ординат — соответствующие значения оп­тической плотности D.

Экспериментальные данные сводят в таблицу:

D	ПА. ел/см'	Условия реакции
		рН	температура. СС

По полученным данным строят графические зависимости ак­тивности катепсинов f(A ), где А — исследуемый фактор. Примеры показаны на рис. 3.И.

После построения графиков студенты самостоятельно опи­сывают полученные результаты, делают выводы и формулируют заключение.

Рис. 3.11. Примеры экспериментальных зависимостей протеолитической активности (ПА) катепсинов от тем­пературы (я) и рН среды (б)

292

Лабораторная работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ СВЕРТЫВАНИЯ КРОВИ

Цель работы. Приобрести практический навык в определении компонентов системы свертывания крови.

Задачи. Изучить действие ионов кальция на свертываемость крови и ее фракций и количественно определить содержание тромбина.

Объекты исследования. Стабилизированная кровь различных видов животных, получаемая в условиях производства; плазма и сыворотка крови, полученные в лабораторных условиях или при промышленной переработке крови убойных животных.

Материалы, реактивы и оборудование. Раствор хлорида каль­ция массовой долей 3 %; раствор хлорида натрия массовой до­лей 0,85%; штатив с пробирками; химический стакан вмести­мостью 200—400 см³; стеклянные палочки; пипетки вместимос­тью 1, 5 и 10 см³; настольная центрифуга; термостат; холодиль­ник; водяная баня.

Методические указания. В технологической практике весьма важно не допустить свертывания крови, так как кровь является весьма ценным сырьевым источником в получении продуктов пищевого, лечебно-профилактического и медицинского назначе­ния. В связи с этим определение факторов свертывания, улучше­ние механизма их действия лежат в основе разработки новых под­ходов глубокой переработки крови. Одними из главных компо­нентов системы свертывания крови являются тромбин и кальций. Действие первого связано с гидролизом фибриногена, а другой участвует практически на всех стадиях биохимических превраще­ний, активизируя ферментные системы.

Появление тромбина в среде свидетельствует о начале развития завершающей стадии свертывания крови. Немаловажная инфор­мация связана с установлением действия кальция на белки систе­мы свертывания крови. Свертывание крови включает эффективно регулируемую серию превращений неактивных зимогенов в ак­тивные ферменты, которая в итоге приводит к образованию тром­бина, а затем и фибрина. Протеолиз фибриногена тромбином с образованием нерастворимого фибрина — заключительная ста­дия механизма свертывания.

На практике часто используют различные приемы для предот­вращения свертывания крови, которые сводятся к исключению одного из факторов системы свертывания.

При промышленной переработке крови широко применяют стабилизаторы, действие которых выводит Са²⁺ из системы свер­тывания. В качестве стабилизаторов используют оксалаты, цитра­ты, фосфаты, сульфаты и др. При действии этих реагентов образу­ются нерастворимые кальциевые соли.

293

Немаловажное значение имеет количество образовавшегося тромбина, так как именно он осуществляет переход фибриногена в фибрин с образованием сгустка.

Подготовка проб. Стабилизированную кровь животных хранят в холодильнике и используют для получения фракций.

Для получения плазмы в лабораторных условиях стабилизи­рованную кровь животных (50 см-¹) центрифугируют в течение 5—8 мин при частоте вращения 25—42 с"¹. Плазму (надосадочную жидкость) осторожно отбирают пипеткой и переносят в чистую сухую пробирку.

Для получения сыворотки нестабилизированную (или дестабили­зированную добавлением раствора хлорида кальция массовой долей 3 %) кровь объемом 150—200 см³ помещают в химический стакан и ставят на 1 ч в термостат при 37 °С, а затем переносят на холод.

Для лучшего отделения сгустка крови от сыворотки обводят сгусток по краям стакана стеклянной палочкой. Через 4—5 ч сто­яния на холоде сыворотка в виде прозрачной жидкости отделяется от кровяного сгустка. Отстоявшуюся сыворотку осторожно отби­рают пипеткой.

Кровь, плазму и сыворотку используют для анализа.

1. ДЕЙСТВИЕ КАЛЬЦИЯ НА СИСТЕМУ СВЕРТЫВАНИЯ КРОВИ

И ЕЕ ФРАКЦИЙ

Порядок проведения анализа. Готовят 6 пробирок для крови каждого вида животных. В одну пробирку помещают 2—3 см³ ста­билизированной крови, в другую —также 2—3 см³ стабилизиро­ванной крови и 5—6 капель раствора хлорида кальция массовой долей 3 %, в третью — 5—6 см³ плазмы, в четвертую — 5—6 см³ плазмы и 5—6 капель раствора хлорида кальция, в пятую — 5—6 см³ сыворотки крови, в шестую — 5—6 см³ сыворотки крови и 5—6 капель раствора хлорида кальция. Пробирки слегка встряхи­вают и ставят на водяную баню при 37 °С. Через 10—15 мин их вынимают и отмечают, где произошло свертывание.

Результаты проведенных опытов оформляют в виде таблицы:

Номер пробирки	Субстрат	Условия опыта	Результат
	|

Заключение студенты формулируют самостоятельно.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРОМБИНА

Порядок проведения анализа. В качестве источника тромбина используют сыворотку крови, из которой готовят ряд разведений. В качестве источника фибриногена используют свежую плазму крови, предварительно нагретую до температуры 50—60 °С с по­

294

следующей инкубацией в течение 30 мин. За единицу активности тромбина принимают минимальный объем тромбина (см³), кото­рый вызывает свертывание.

Готовят 11 пробирок для крови животных. Во все пробирки, кроме первой, помещают по 1 см³ раствора хлорида натрия массо^ вой долей 0,85 %. В первую и вторую пробирки добавляют по 1 см³ неразбавленной сыворотки (раствор тромбина). Содержимое вто­рой пробирки тщательно перемешивают, 1 см³ смеси из второй пробирки переносят в третью. Содержимое третьей пробирки так­же перемешивают и 1 см³ смеси переносят в четвертую пробирку и так далее до десятой пробирки, из которой 1 см³ жидкости удаля­ют. Одиннадцатая пробирка содержит 1 см³ раствора NaCl и слу­жит контролем.

Во все 11 пробирок добавляют по 2 см³ плазмы, предваритель­но инактивированной и разведенной в 10 раз раствором NaCl мас­совой долей 0,85 % (раствор фибрина). Штатив с пробирками по­мещают в холодильник на 24 ч.

По истечении времени, осторожно наклоняя пробирки, опре­деляют, в каких пробирках произошло свертывание. Количество тромбина вычисляют в той пробирке, где образовался еле замет­ный сгусток.

Количество тромбина ЛЧед.) рассчитывают по формуле

Х= 1/К (3.3)

где V— объем тромбина сыворотки крови в пробирке с минимальным образова­нием сгустка, см³.

Пример. Образование сгустка зафиксировано в первых восьми пробирках. В девятой и последующих пробирках свертывания не произошло. В восьмой про­бирке объем сыворотки составил 0,0078 см³. Составляем пропорцию: объему сыворотки 0,0078 см³ соответствует 1 ед. тромбина, объему сыворотки 1 см³ — Л'ед. тромбина.

1/0,0078 = 128 ед.

В норме 1 см³ сыворотки содержит 62,5—250,0 ед. тромбина. Полученные экспериментальные данные сводят в таблицу ре­комендуемой формы:

Показатель				Номер пробирки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Объем тромбина в пробирке

Количество тромбина

Осадок фибрина + + + + + + + + -

(+, -)*

* Знак «+» в таблице означает, что в пробирке выпал осадок фибрина, а знак «—» — что его нет.

295

Лабораторная работа № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛОКОСВЕРТЫВАЮЩЕЙ АКТИВНОСТИ ПЕПСИНА

Цель работы. Приобрести праыпческип навык в получении и анализе пепсина.

Залами. Получить пепсиновый экстракт слизистой ободочки желудков свиней иди сычугов крупного рогатого скота и опреде­лить молокосвертываюшую активность (МСА).

Объект исследования. С вежая. высушенная пли замороженная слизистая оболочка желудков свиней иди сычугов крупного рога­того скота.

Материалы, реактивы и оборудование. Соляная кислота: бу­мажные фильтры: натуральное обезжиренное молоко; секундо­мер; фарфоровая етчлжа: стаканы иди колбы вместимостью '100-250 см³.

Методические указания. Пепсин — пищеварительный фермент, гидролизующий белки и проявляющий максимум активности при рН 2,0—4.0. Субстратная специфичность фермента проявляется в сродстве к разрыву пептидных связей, образованных гидрофобны­ми радикалами.

Пепсин находит широкое применение при лечении желудоч­ных заболеваний. Технические препараты пепсинов широко ис­пользуют в пищевой технологии. Самый большой спрос пепсино­вые препараты нашли в молочной промышленности при получе­нии творога, творожных масс и различных видов сыров благодаря свойству специфически гидролизовать казенны молока, вызывая их коагуляцию.

При гидролизе пептидов пепсин проявляет высокую специ­фичность, имея ярко выраженное сродство к гидролизу пептид­ных связей, образованных карбоксильной группой фенилаланина и аминогруппой другой ароматической аминокислоты. При гид­ролизе белков фермент проявляет более широкую специфичность за счет функционирования в активном центре «первичных» и «вторичных» участков связывания субстрата. Он расщепляет пеп­тидные связи, образованные тирозином, фенилаланином, трипто­фаном, а также лизином, гидролизует сложноэфирные связи. Продуктами гидролиза являются в основном пептиды и незначи­тельная доля аминокислот. Он активно свертывает казеин молока, в связи с чем широко применяется в технологии белковых продук­тов, вызывая коагуляцию белков молока.

Технология получения препарата пищевого пепсина на произ­водстве включает следующие стадии: измельчение сырья (слизис­той оболочки желудков свиней или сычугов крупного рогатого скота), экстрагирование и активацию фермента (рН 2,0), отделе­ние экстракта от твердого остатка, высаливание или осаждение

296

фермента, сушку, измельчение, обезжиривание, просеивание и стандартизацию по активности.

Определение молокосвертывающей активности препаратов ле­жит в основе их стандартизации и расчета дозировки при получе­нии продуктов с заданными свойствами. Методика состоит в фик­сировании (по секундомеру) промежутка времени от внесения пре­парата в субстрат (молоко) до начала коагуляции казеина при про­ведении ферментативной реакции в стандартных условиях.

Подготовка проб. Слизистую оболочку желудков свиней или сычугов крупного рогатого скота измельчают, настаивают со сла­бым раствором кислоты (раствор НС1 концентрацией 0.01 моль/дм³) в соотношении 1 : 20 в течение 30 мин. Затем смесь фильтруют че­рез бумажный фильтр, а фильтрат используют в качестве пепсино­вого экстракта.

Порядок проведения анализа. 100 см³ свежего натурального обезжиренного молока подогревают до 35 °С и прибавляют 1 см³ ферментной вытяжки слизистой оболочки желудков, фиксируя время внесения по секундомеру. Через 1—2 мин стеклянной па­лочкой периодически проверяют начало образования сгустка бел­ков, которое также фиксируют по секундомеру.

Молокосвертывающую активность (ед/см³) рассчитывают по формуле

МСА = 2400 • Ю0/(тЮ, (3.4)

где 2400 — продолжительность свертывания молока, приведенная к стандартному времени коагуляции в производственных условиях (40 мин), с; 100 — объем пробы молока, см³; т — время образования сгустка в молоке, с; V— объем ферментной вытяжки, см³.

Температуру молока рекомендуется измерять в диапазоне 30— 55 "С, рН 5,5-7,5.

Студенты самостоятельно производят расчеты и представляют отчет по выполнению всех операций, формулируют заключение на основе построения графиков зависимостей: МСА=/(рН) и МСА =/(/).

Лабораторная работа № 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНСУЛИНА ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Цель работы. Освоить методы получения и определения гормо­на инсулина.

Задачи. Получить экстракт инсулина и провести качественный и количественный анализы экстракта.

Объект исследования. Свежая или замороженная поджелудоч­ная железа крупного рогатого скота или свиней.

297

Методические указания. В клинико-биохимических исследова­ниях применяют методы качественного и количественного опре­деления гормонов, отклонения в их содержании используют для диагностики заболеваний.

Среди гормонов, синтезируемых поджелудочной железой, наиболее важное значение имеют инсулин и глюкагон. Явля­ясь веществом белковой природы, инсулин реагирует с образо­ванием специфически окрашенных веществ, которые служат ка­чественными реакциями и могут быть использованы для обнару­жения его в экстрактах.

Количественное определение инсулина осуществляется хими­ческим, гак называемым фибриллярным, методом, сущность ко­торого состоит в том, что при нагревании инсулина в кислом растворе при 100 °С образуется тиксотропный гель, обладающий сильным двойным лучепреломлением. Путем нагревания в кислой среде при 100 °С и последующего охлаждения до — 80 °С образует­ся устойчивая фибриллярная модификация инсулина в растворе. Кристаллизующийся продукт, регенерированный из фибрилл, не отличается от исходного инсулина по физическим, химическим и биологическим свойствам.

Метод определения активности инсулина in vitro основан на специфической реакции удлинения инсулиновых фибрилл за счет нативного инсулина и определении их массы.

Принцип метода сводится к получению стандартного фибрил­лярного инсулина, который готовят из кристаллического инсули­на активностью 24—25 ИЕ в 1 мг. Заготовленный фибриллярный инсулин используют в качестве затравки при определении натив­ного инсулина.

Испытуемые растворы инсулина после затравки выдерживают в течение 24 ч при 48 °С. За этот срок инсулин осаждается, прини­мая фибриллярную форму.

Фибриллы отделяют от раствора центрифугированием, затем промывают различными растворителями на центрифуге для очис­тки инсулина от балластных белков и примесей. Полученный оса­док сушат над оксидом фосфора (V) и взвешивают или производят спектрофотометрическое определение суспензии инсулина.

Масса инсулина за вычетом массы добавленного для затравки фибриллярного инсулина соответствует содержанию инсулина в испытуемом растворе активностью 24 ИЕ в 1 мг.

При определении спектрофотометрическим методом неболь­ших количеств инсулина получают более точные результаты, чем при гравиметрическом определении.

1. КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА ИНСУЛИН

Материалы, реактивы и оборудование. Весы технические; подкисленный этанол; бумажный фильтр; концентрированная азотная кислота; раствор гидроксида натрия массовой долей

298

10 %: раствор сульфата мели массовой долей 1 ^г<: реактив Фол и; реактив Миллона.

Подготовка проб. Свежую или замороженную поджелудочную железу тщательно измельчают и экстрагируют подкисленным эта­нолом на холоде в соотношении 1 : 10 в течение 10 мин. Для про­ведения качественных реакций на инсулин используют фильтро­ванный экстракт поджелудочный железы.

Порядок проведения анализа. Для проведения р е а к и и и Геллера к 1 см³ концентрированной азотной кислоты осто­рожно по стенке пробирки приливают равный объем раствора ин­сулина. Пробирку наклоняют под углом 45° так, чтобы жидкости не смешивались. На границе двух жидкостей фиксируют образо­вание белого аморфного осадка в виде небольшого кольца. ^

Для проведения б и у р е т о в о й р е а к ц и и к 1 см³ раст­вора инсулина добавляют 0,5 см³ раствора гидроксида натрия мас­совой долей 10 % и 0.1 см³ раствора сульфата меди массовой долей 1 %. Фиксируют изменение окраски.

Для проведения р е а к ц и и Фоля к 0,5 см³ раствора ин­сулина добавляют 0,5 см³ реактива Фоля и смесь кипятят. Через 1—2 мин термической обработки фиксируют появление бурого или черного осадка сульфида свинца.

Для проведения реакции Миллона к 1 см³ раствора инсулина добавляют 2—3 капли реактива Миллона и осторожно нагревают. Фиксируют красное окрашивание раствора белка или появление белого осадка белка, который при нагревании приобре­тает красную окраску.

Наблюдения за проведением качественных реакций на инсу­лин студенты аккуратно и точно фиксируют в тетради (описывают условия и эффект реакций), формулируют выводы. Результаты полученных исследований оформляют в виде таблицы:

Материалы, реактивы и оборудование. Растворы этанола объем­ными долями 63, 80, 95 %; серная кислота; вибрационный ап­парат; марля; центрифуга лабораторная; центрифужные стаканы; кристаллический инсулин активностью 24 ИЕ: стеклянные па­лочки; стеклянный капилляр; резиновая трубка; сосуд, соеди­ненный с водоструйным насосом; растворы соляной кислоты мо­лярной концентрацией 0,05 и 1 моль/дм³: метанол; спектрофото­метр; шприц; ампула из молибденового стекла; гомогенизатор; термос; сухой лед.

Название и механизм качественной реакции

Условия и реактивы, используемые в реакции

2.КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНСУЛИНА

299

Подготовка проб. 200 г измельченной поджелудочной железы заливают раствором этанола объемной долей 80 %, подкисленным серной кислотой до рН 2,0, в соотношении 1 : 2. смесь перемеши­вают и экстрагируют в течение 3 ч на вибрационном аппарате, контролируя рН через каждый час экстрактов

Полученную массу фильтруют через два слоя марли, осадок от­жимают. Раствор тотчас помещают в стаканы вместимостью 200 ем³ и центрифугируют в течение 30 мин при частоте вращения 42—50 с^-1. Если полученный центрифугат недостаточно прозра­чен, то его центрифугируют вторично.

Порядок проведения анализа. После окончания центрифугиро­вания раствор сливают, измеряют его объем и переносят 150 см³ в центрифужный стакан, в который добавляют 2,2 см³ стандартного раствора фибриллярного инсулина, содержащего 4 мг инсулина активностью 24 ИЕ. Раствор тщательно перемешивают стеклян­ной палочкой, которую оставляют в центрифужном стакане, и по­мещают на 24 ч в термостат температурой 48 °С. Затем образовав­шийся осадок центрифугируют в течение 45 мин (при 16с~'-~ 20 мин и при 3,3 с^-1 — 25 мин).

Прозрачный раствор из центрифужного стакана осторожно, не захватывая осадка, отбирают стеклянным капилляром, соединен­ным резиновой трубкой с сосудом, в котором водоструйным насо­сом создан небольшой вакуум.

Полученный осадок инсулина для освобождения от балластных белков промывают с последующим центрифугированием четырь­мя растворами: первый — смесью, состоящей из 99 см³ раствора этанола объемной долей 63 %, 1 см³ раствора соляной кислоты мо­лярной концентрацией 1 моль/дм³ и 1 г хлорида аммония (3 раза по 5 см³); второй — смесью, состоящей из 99 см³ раствора этанола объемной долей 65 % и 1 см³ раствора соляной кислоты молярной концентрацией 1 моль/дм³ (1 раз 5 см³)'; третий — абсолютным ацетоном (2 раза по 5 см³); четвертый — смесью, состоящей из 100 см³ метанола и 1 см³ раствора соляной кислоты молярной кон­центрацией 1 моль/дм³ (2 раза по 5 см³).

Полученный осадок промывают в центрифужных пробирках вместимостью 15—20 см³. Для этого осадок из центрифужного ста­кана после тщательного перемешивания стеклянной палочкой с 5 см³ промывной смеси (первый раствор) количественно перено­сят в центрифужную пробирку. Центрифужный стакан с палочкой смывают 5 см³ промывного раствора и используют этот раствор для промывки осадка в центрифужной пробирке после центрифу­гирования и отбора прозрачной надосадочной жидкости. Осадок промывают всеми четырьмя растворами, внимательно следя за со­хранностью осадка и полнотой его переноса из центрифужного стакана. При промывке растворами центрифугирование проводят в течение 7—8 мин при частоте вращения 25 с"¹.

Для спектрофотометрических измерений полученный осадок

300

после последней промывки подкисленным метанолом центрифу­гируют, удаляют надосадочную жидкость и тщательно перемеши­вают с 5 см³ раствора соляной кислоты молярной концентрацией 0,05 моль/дм-\ содержащей 0.1 % хлорида аммония.

Оптическую плотность полученной суспензии измеряют в ультрафиолетовой области спектра. Спектрофотомегрические из­мерения суспензии с толщиной слоя 0.2 мм (кювета с вкладышем) проводят на спектрофотометре при длине волны 275 нм по отно­шению к растворителю (раствор соляной кислоты молярной кон­центрацией 0.05 моль/дм³ с 0,1%-ным хлоридом аммония). С по­мощью калибровочного графика по оптической плотности опре­деляют содержание инсулина, а затем производят расчет на 100 г поджелудочной железы.

Построение калибровочного графика. Калибровочный график строят по величинам оптической плотности суспензий, содержа­щих известное количество фибриллярного инсулина.

Пример исходных данных для построения калибровочного графика по средним величинам трех опытов приведен ниже.

Концентрация	Оптическая плотность в опытах
инсулина, мг	I	и !	III	средняя
2	0,046		0.047	0,047
4	0.082	0,087	—	0,084
6	0.132	0.142	—	0,140
8	0.188	0.192	0,200	0,192
10	0.235	0,243	0,255	0,245
12	0.285	0,294	0,303	0,294
14	0.330	0,342	0,357	0,340
16	—	0,398	0,403	0.400

Для приготовления стандартного раствора инсулина 0,5 г по­рошкообразного инсулина активностью 24 ИЕ в 1 мг растворя­ют в 25 см³ раствора соляной кислоты молярной концентрацией 0,05 моль/дм³ (рН 2,0). 2 см³ полученного раствора вносят шпри­цем в ампулы (длина 23 см, диаметр 4 мм) из молибденового стекла так, чтобы не был смочен оттянутый конец ампул, кото­рый запаивают.

Глобулярный инсулин в кислой среде переводят в фибрил­лярный последовательным воздействием высокой (100 °С) и низкой (— 78...— 80 °С) температур. Для этого запаянные ам­пулы с инсулином помещают на 2 мин на водяную баню при температуре кипения и затем быстро переносят в смесь, состо­ящую из ацетона и сухого льда, имеющую температуру — 80 "С, где выдерживают 1 мин; при этом раствор полностью замо­раживается.

301

Операцию нагревания и замораживания повторяют 8 раз. Запа­янные ампулы с фибриллярным инсулином можно хранить дли­тельное время.

При приготовлении раствора фибриллярного инсулина для за­травки после вскрытия ампулы проводят гомогенизацию, т. е. про­пускают гель инсулина через иглу или капилляр длиной 20—25 см 6 раз, затем раствор нагревают в ампуле вместимостью 5 см³ при 100 °С и замораживают при минус 80 °С. Гомогенизацию с последу­ющим нагреванием и замораживанием рекомендуется проводить дважды, после чего раствор гомогенизируют еще 2 раза.

Полученный фибриллярный инсулин после разведения раство­ром соляной кислоты молярной концентрацией 0,05 моль/дм³ в со­отношении 1 : 10 используют для затравки исследуемого инсулина.

Для приготовления охлаждающей смеси в термос вместимос­тью 2,5 дм³ наливают 1,5 дм³ технического ацетона, а затем добав­ляют измельченный сухой лед (до наполнения термоса). После из­мерения температуры термос закрывают пробкой.

Затем строят калибровочный график по величинам оптической плотности суспензий, содержащих известное количество фибрил­лярного инсулина; фиксируют результаты количественного опре­деления инсулина в экстрактах поджелудочной железы крупного рогатого скота, свиней (мг на 100 г сырой ткани) из расчета актив­ности инсулина 24 ИЕ в 1 мг.

Далее студенты самостоятельно формулируют заключение по работе с учетом полученных данных при проведении качествен­ных реакций на инсулин.

Лабораторная работа № 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРМОНОВ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ И НАДПОЧЕЧНИКОВ

Цель работы. Приобрести практический навык в анализе ти­реоидина и адреналина.

Задачи. Провести качественные реакции на тиреоидин и адре­налин; определить адреналин в исследуемых образцах желез.

Объекты исследования. Свежая или высушенная ткань щито­видной железы; свежие, замороженные или высушенные надпо­чечники крупного рогатого скота или свиней; препараты гормо­нов (медицинские): тиреоидин, адреналин.

Материалы, реактивы и оборудование. Раствор NaOH массовой долей 10 %; раствор H₂S0₄ массовой долей 10 %; раствор крахмала массовой долей 1 %; раствор КЮ₃ массовой долей 2 %; раствор FeCl₃ массовой долей 1 %; раствор адреналина массовой долей 1 %; раствор сульфаниловой кислоты массовой долей 1 %; раствор нитрата натрия массовой долей 5 %; раствор Na₂S0₃ массовой до­лей 10 %; раствор адреналина (1 : 1000); лимонная или щавелевая

302

кислота: раствор адреналина (содержимое ампулы растворяют в 100см³ воды): раствор уксусной или ортофосфорнои кислоты массовой долей 10%; флуорископ; стандартный раствор адре­налина |в мерную колбу вместимостью 25 см³ отмеривают 1 см³ раствора адреналина (1 : 1000) и доводят до метки водой. 1 см³ такого раствора содержит 0,04 мг адреналина|: свежеприготов­ленный раствор Na₂SCh массовой долей 10 %; реактив Фолина (см. главу 3, лабораторную работу № 2); штатив с пробирками; центрифуга; бумажные фильтры; лакмус; фарфоровая ступка с пестиком; газовая горелка; пробирки; мерные пипетки; колба: капельница.

Методические указания. Гормоны щитовидной железы пред­ставляют собой иодированные производные аминокислоты ти­розина. Иод поступает в организм с водой. В тканях щитовид­ной железы он окисляется, принимает форму молекулярного иода и присоединяется к тирозиновому кольцу, образуя моно- иодтирозин. Затем в результате полимеризации иодтирозина образуются гормоны щитовидной железы — тироксин и трииод- тиронин:

.т

/ V„ ■ Ч

НО(/ у-О ^CH₂-CH(NH₂)-COOH

J Тироксин

J

« Ч_„ \

НО</ >—О _х у CH₂-CH(NH₂)-COOH

j Трииодтиронин

Эти процессы происходят в молекулах тиреоглобулина, содержащегося в дольках железы в составе коллоида. Более 90 % органически связанного иода организма выделяется в ви­де тироксина.

Гормоны щитовидной железы являются иодсодержащими со­единениями. При их разрушении образуется иодид калия, кото­рый окисляется иодатом калия в кислой среде с образованием мо­лекулярного иода:

5KJ + KJ0₃ + 6НС1 3J₂ + 6КС1 + ЗН₂0.

В результате реакции иода с крахмалом образуется соединение синего цвета.

Адреналин — гормон, синтезируемый в мозговом веще­стве надпочечных желез, по химической структуре является

303

амином -1 - (3.4-диоксифен ил )-2-метил аминоэтанолом (произвол- н ы м п и р о к а те х и н а):

он

НО i C'HOHClb-NH—СН:

О'

При добавлении к раствору адреналина хлорида железа (III) жидкость окрашивается в изумрудно-зеленый цвет вследствие об­разования комплексного соединения типа фенолята железа:

снон -сн?

I "

HN-CH;

Адреналин обладает слабощелочной реакцией, легко окисляет­ся на воздухе с образованием аденохрома, вследствие чего раствор окрашивается в красный цвет.

При взаимодействии диазореактива с адреналином жидкость окрашивается также в красный цвет вследствие образования слож­ного соединения типа азокрасителя.

В кислой среде с иодатом калия адреналин образует соедине­ние красно-фиолетового цвета.

Адреналин, окисляясь кислородом воздуха, при добавлении щелочи дает флуоресцирующие продукты.

Количественное определение адреналина основано на коло­риметрическом определении интенсивности синего окрашива­ния, возникающего при взаимодействии адреналина с реакти­вом Фолина. Входящие в этот реактив соли при взаимодей­ствии с адреналином восстанавливаются с образованием более низких оксидов металлов, комплексы которых окрашиваются в синий цвет.

Подготовка проб. Щитовидные железы убойных животных из­мельчают и высушивают при температуре 70—80 °С.

Надпочечники крупного рогатого скота или свиней измель­чают и экстрагируют адреналин дистиллированной водой, под­кисленной лимонной или щавелевой кислотой из расчета на 1кг надпочечников 1,5дм³ дистиллированной воды и 9—Юг кислоты. После 2 ч экстракции массу подогревают до 90—95 °С

он

он

+ Fed;

сн-сгь

I I '

OH NH-CH,

Н.С-СНОН

'I

H;C-NH

304

лля коагуляции белкой, которые отлелякч фильтрованием или центрифугированием. Фильтрат или надосадочную жид­кость используют для качественною и количественного опре дел е»н ип адренал \! н а.

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИРЕОИДИНА ПО КАЧЕСТВЕННОЙ РЕАКЦИИ

С ИОДИДОМ КАЛИЯ

Порядок проведения анализа. В фарфоровой ступке тщательно растирают 100—200 мг измельченной и высушенной ткани щито­видной железы, переносят в колбу для гидролиза, лобавляют 5 см^: раствора NaOH и 5 см³ воды. Кипятят на асбестовой сетке в тече­ние 10—15 мин. К 3 см³ охлажденного г идролизата добавляю! раствор H₂S0₄ до кислой реакции на лакмус. После подкисленпя приливают 5 капель раствора крахмала и 1 см³ раствора KJO_v Вы­деляющийся иод дает синее окрашивание с крахмалом.

Этапы проведения и условия развития цветной реакции сту­денты фиксируют в тетради, самостоятельно делая соответствую­щие выводы.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АДРЕНАЛИНА НАДПОЧЕЧНИКОВ

2.1. КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ

Порядок проведения анализа. Для проведения реакции с хлоридом железа (III) в пробирку вносят 1 см³ экс­тракта адреналина, добавляют 1 каплю раствора FeCU массовой долей 1 %, перемешивают и наблюдают появление изумрудно- зеленой окраски. Затем добавляют 1 каплю раствора NaOH мас­совой долей 10% и фиксируют появление вишнево-красного окрашивания.

Для проведения реакции с д и а з о р е а к т и в о м к 1 см³ раствора сульфаниловой кислоты добавляют 1 см³ раствора нитрита натрия массовой долей 5 % (смесь диазореактива), 1,5 см³ экстракта адреналина и 1 см³ раствора Na₂CO, массовой долей 10 %. Смесь перемешивают и наблюдают окрашивание раствора в красный цвет.

Для проведения реакции с и о д а т о м калия к 0,5 см³ экстракта адреналина прибавляют 1 см³ раствора KJ0₅ массовой долей 10%, 10 капель раствора уксусной или орто- фосфорной кислоты и смесь подогревают до температуры 60— 65 °С. Фиксируют появление интенсивного красно-фиолетово­го окрашивания.

Для наблюдения флуоресценции продуктов окис­ления адреналина к 10 каплям дистиллированной воды до­

305

бавляют 6 капель раствора шдроксида натрия массовой долей 10 % и 6 капель экстракта адреналина Поместив пробирку перед включенным флуорископом, наблюдаю! зеленую флуоресценцию проду ктов окисления адреналина.

2.2. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АДРЕНАЛИНА

ПО ФОЛИНУ

Порядок проведения анализа. Готовят две мерные сухие про­бирки вместимостью 10 см³. В первую вносят 1 см¹ стандарт­ного раствора адреналина, во вторую —- 1 см³ исследуемого раствора, добавляют по 4 см^:' свежеприготовленною раствора Na₂C0₃ массовой долей 10 % и по 0,5 см³ реактива Фолина. Со­держимое обеих пробирок встряхивают. Жидкость постепенно окрашивается в синий цвет, достигающий наибольшей интен­сивности через 3—5 мин.

Далее объем жидкости в пробирках доводят до метки раствором Na-,C0₃ массовой долей 10 %. Содержимое пробирок перемешива­ют "и окраску исследуемого раствора колориметрически сравнива­ют с окраской стандартного раствора адреналина.

Массовую концентрацию адреналина в исследуемом растворе (мг/см³) рассчитывают по формуле

С=С₀Е_ОП/Е_с._г (3.5)

где С₀ — массовая концентрация адреналина в стандартном растворс (0.04 мг/см³): £_оп и £_ст— экстинкция соответственно исследуемого и стандартного растворов адреналина.

Наблюдения за проведением качественных реакций на адре­налин, результаты количественного определения и расчета со­держания адреналина в экстракте надпочечников убойных жи­вотных студенты аккуратно и точно фиксируют в тетради (опи­сывают условия и эффект реакции) и с помощью качественных реакций формулируют выводы о результатах изучения строения гормонов.

Контрольные вопросы

1. Что такое автолиз? Перечислите и охарактеризуйте основные его этапы.

2. Какова роль ферментов в развитии автолиза¹?

3. Что такое катепсины⁹

4. Как можно выделить и определить катепсины?

5. Какие внешние факторы влияют на активность катепсинов?

6. Какова динамика изменения биохимических и функциональных свойств при созревании мяса и его последующем хранении?

7. Как практически оценить технологическую пригодность мяса, используя методы биохимического анализа?

306

S. Каков механизм свертывания крови?

9. Какие факторы являются основными в системе свертывания крови'

10. Какую роль играет кальций в системе свертывания крови'?

11. Какое сырье относится к ферментно-энлокринному и каково его зна­чение'.¹

12 Какие продуценты животных гормонов вы знаете?

13. Какие продуценты животных ферментов имеют практическое значение при переработке животных'.'

14. Какую химическую природу имеет инсулин'.' Как можно его обнаружить?

15. В чем сущность метода количественного анализа инсулина?

16. Какими свойствами обладают ферменты поджелудочной железы?

17. Какие животные ферменты используют в мясной промышленное!и?

18. Какие свойства присуши пепсину?

19. Как определить молокосвертывающую активность пепсина'.'

20. Какие основные гормоны щитовидной железы и надпочечников вы знаете? На чем основаны методы их качественного и количественного опре­делений?

Г л а в а 4 ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ И КАЧЕСТВО МЯСА И МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ

Мясо и мясопродукты — традиционная и одновременно уни­кальная составная часть пищевых рационов. Уникальность мяса состоит в высокой энергоемкости, сбалансированности амино­кислотного состава белков, наличии биологически активных ве­ществ и высокой усвояемости, что в совокупности обеспечивает нормальное физическое и умственное развитие человека.

Под понятием «качество» подразумевают широкий спектр свойств, характеризующих пищевую и биологическую цен­ность пищевых продуктов, а также органолептические, струк­турно-механические, функционально-технологические, санитар­но-гигиенические и прочие характеристики продукта, степень их выраженности.

В большинстве случаев значение этих показателей зависит в первую очередь от состава сырья, биохимических изменений в процессе технологической обработки, внешних воздействий, а также от используемых аддитивов. С точки зрения качест­венных показателей пищевой продукт должен содержать ком­поненты, необходимые организму человека для нормального обмена веществ.

Современные представления о количественных и качествен­ных потребностях человека в пищевых веществах отражены в концепциях сбалансированного и адекватного питания. Соглас­но первой концепции в процессе нормальной деятельности человек нуждается в определенных количествах энергии и комплексе пищевых веществ: белках, аминокислотах, углево­дах, жирах, жирных кислотах, минеральных элементах, вита­минах, причем многие из них являются незаменимыми, т. е. не вырабатываются в организме, но необходимы ему для жиз­недеятельности. Вторая доказывает, что компоненты питания должны быть в строгом соотношении, притом именно оно оп­ределяет в итоге усвояемость пищи и регулирует питание на уровне гомеостаза.

Потребности человека в пищевых веществах с учетом суммар­ной энергетической ценности представлены в виде формулы сба­лансированного питания (табл.4.1).

308

Г а б л п u а 4 1 Формула сбалансированного питания взрослого человека

! Ilfflii>tlJL 1.» 13 (1 г 1J » , ' I u-1 !	Дневная	Г1 HIUPKKU1 ibMii^i'T U'l	' Дневная
1 1 t 1 UK пЫV. 1 V 1 пЛ (	потребность	1 l l 1 V 1 14. i>l>lv i >4. 1 ЦС С 1 1 w	потребность
Вода, i	1750-2200	витамин А (различные	1.5-2.5
В том числе:		формы)
питьевая (вода. чаи.	800-1000	каротиноиды	3 — 5
ко(|)е и т. д.)		витамин Н (различные	10-20
в супах	250-500	формы)
в продуктах питания	700	витамин К (различные	0.2-0.3
Белки, г	80-100	формы)
в том числе животные	50	липоевая кислота	0,5
Незаменимые аминокис­		инозит, г	0.5—0.1
лоты, г:		Углеводы, г	400-500
триптофан	1	В том числе:
лейцин	4-6	крахмал	400-450
изолейцин	3-4	моно- и дисахариды	50-100
валин	3-4	Органические кислоты (ли­	2
треонин	2-3	монная, молочная и др.), г
лизин	3—5	Балластные вещества, г	25
метионин	2-4	Жиры, г	80-100
фенилаланин	2-4	В том числе:
Полу- и заменимые амино­		растительные	20-25
кислоты. г:		незаменимые полине-	2-6
гистидин	1.5-2	насышенные жирные
аргинин	5-6	кислоты	0,3-0.6
цистин	2-3	холестерин
тирозин	3-4	фосфолипиды	5
аланин	3	Минеральные веще­
серин	3	ства, мг:	800-1000
глутаминовая кислота	16	кальций
аспарагиновая кислота	6	фосфор	1000-1500
пролин	5	натрий	4000-6000
гл и ко кол	3	калий	2500-5000
Витамины, мг:		хлориды	5000-7000
витамин С	50-70	магний	300-500
тиамин (В,)	1,2-2.0	железо	15
рибофлавин (В2)	2,0-2,5	цинк	10-15
ниацин (РР)	15-25	марганец	5-10
пантотеновая кис­	5-10	хром	0,20-0,25
лота (В,)		медь	2
витамин В6	2-3	кобальт	0,1-0.2
витамин Bp	0,002-0,005	молибден	0.5
биотин	0,15-0,30	селен	0,5
холин	500-1000	фториды	0,5-1,0
рутин (Р)	25	иодиды	0,1-0,2
фолацин (В9)	0,2-0,46	Энергетическая ценность:	2850
витамин D (различные	0,0025-0,01	к кал
формы)		кДж	11900
			30(

В связи с этим для характеристики качества и пищевой ценнос­ти продукта необходима информация о его общем химическом и элементном составе, степени соответствия каждого компонента формуле сбалансированного питания, способности переваривать­ся и усваиваться организмом.

4.1. ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ

По общепринятой терминологии в понятие «пищевая цен­ность» входят количественное соотношение пищевых веществ в продукте и суммарная энергетическая ценность, органолептичес­кие характеристики изделия и способность веществ переваривать­ся и усваиваться организмом (рис. 4.1).

Энергетическая ценность дает представление о той части энер­гии, которая выделяется из пищевых веществ в процессе их био­логического окисления в организме. Необходимая энергетическая ценность пищи для людей разного пола, возраста, массы, рода де­ятельности колеблется от 2850 до 20875 кДж/сут. В зависимости от вида мяса и его состава мясопродукты имеют различную энерго­емкость — от 147,5 до 1662,5 кДж на 100 г продукта.

Зная уровень усвоения пищевых веществ в организме (белок — 84,5 %, жир — 94 %, углеводы — 95,65 %) и величину теплоты сгорания компонентов пищи, можно рассчитать энергетическую ценность продукта.

Таким образом, зная общий химический состав и массу про­дукта, а также энергетическую ценность пищевых веществ, можно рассчитать пищевую ценность мясных изделий в энергетическом выражении.

Рис. 4.1. Показатели пищевой ценности

310

Пока за гол и потенциальной биологической ценности белка

с;

	о
X
о
2	*	—
и	с.	и
о	о
	г;	CJ
	о	1С
—	о
С	о
V	О
	i—

JL

-з _ -а —

IJU

н л-'

;_> г- о ~ ^ —

Т

и 1С

о

X

о ^ * к

— СИ.

«г о

Рис. 4.2. Критерии оценки потенциальной биологической ценности белка

Наряду с этими свойствами пищевые вещества являются источником биологически необходимых, незаменимых веществ. С этих позиций весьма важными являются показатели биологи­ческой ценности белка (рис. 4.2). Понятие биологической цен­ности (БЦ) характеризует качество белкового компонента про­дукта, обусловленное как степенью сбалансированности состава аминокислот, так и уровнем переваримости и ассимиляции бел­ка в организме.

В среднем взрослый человек в течение суток должен получать с пищей 1 — 1,2 г белка на 1 кг массы тела. Однако он нуждается не просто в белке, а в белке определенного состава. Белки, содержа­щиеся в различных продуктах, неравноценны. Из 20 аминокис­лот 8 являются незаменимыми, в отличие от других они не синте­зируются в организме. По этой причине 30 % суточного белкового рациона человека должны составлять полноценные белки, содер­жащие все незаменимые аминокислоты, годовая потребность че­ловека в полноценном белке — 20 кг.

Если в рацион входит несколько взаимообогащающих неполно­ценных белков, они должны поступать в организм одновременно и в определенном соотношении. В организме накопления аминокислот нет, а синтез белка происходит только при наличии всех незамени­мых аминокислот в заданной количественной пропорции. Главным признаком полноценных белков является то, что в состав их молекул наряду с прочими аминокислотами входят радикалы незаменимых аминокислот (валина, лейцина, изолейцина, триптофана, метиони- на, лизина, фенилаланина, треонина). Четыре аминокислоты (тиро­зин, цистеин, аргинин и гистидин) считают условно незаменимыми. Следует отметить, что дефицит незаменимых аминокислот в пита­нии может привести к нарушению здоровья человека.

На основе многолетних медико-биологических исследований ФАО/ВОЗ (1973 г.) был предложен критерий для определения качества белка — эталон, сбалансированный по незаменимым аминокислотам (табл. 4.2) и в наибольшей степени отвечающий потребностям организма. Часто за эталон принимают белки мо­лока или яйца.

311

1 а 6 л и н а 4 2

Эталон определения качества белка, сбалансированный по незаменимым аминокислотам, г/100 г бедка

Вил ос IK.I

ми.юко лалон ФАО В() 5

же не кос ^: коровье ; i>i и ;р<к "iu\ ^l,^l'¹_-^ll.^lll!

11 io.icHinm	6.9	6.4	6.4	4.2	2.8
Лейцин	1>.4	8.9	9.9	\0	6.6
Вал ин	7.4	6.6	6.9	4.8	3.5
Фенилаланпн	5.8	4.6	4.9	7.3	6.3
Тирозин	4.1	5.5	5,1	7.3	6.3
Цистин	2.3	2.1	0.9	2.6	2.5
Метионин		2 2	2.4	2.6	2.5
Треонин	5.0	4.6	4.6	3.5	3.4
Триптофан	1.6	1.6	1.4	1.1	1.1
Лизин	6.9	6,3	7.8	5.1	5,8

На основании сопоставления результатов определения коли­чества незаменимв1Х аминокислот в исследуемом продукте с данными эталона можно расчетным путем определить индекс биологической ценности или так называемый аминокислотный скор. Применительно к мясным изделиям расчет скора ведут либо для всех незаменимых аминокислот, либо для трех наибо­лее дефицитных: лизина, триптофана и суммы серосодержащих (метионин + цистин).

Следует отметить, что дефицит незаменимых аминокислот за­висит как от качественного состава самого сырья (например, бе­лок крови содержит мало метионина и изолейцина), так и от сте­пени воздействия на белок различных внешних факторов. Напри­мер, при жестких режимах термообработки и щелочного гидроли­за ряд аминокислот разрушается.

Кроме определения аминокислотного скора некоторые ис­следователи применяют и другие методы расчета потенциаль­ной биологической ценности белка (индекс Озера, индекс Кор- пачи, показатель Митчелла и др.), причем наиболее простым и распространенным является метод расчета величины качествен­ного белкового показателя (КПБ), представляющего собой от­ношение количества триптофана к оксипролину. Метод дает возможность установить соотношение мышечных и соедини­тельнотканных белков.

Необходимо отметить, что по аминокислотному составу и аналитическому расчету показателей биологической ценности можно иметь представление лишь о потенциальной ценности белкового компонента, так как организм человека использует не

Ампнокпсло

куримо яшм

312

все. что поступает в него с пишей. а только то. что после перева­ривания в пищеварительном тракте всасывается через стенки ки­шечника в кровь.

Вторым компонентом, количественно преобладающим в соста­ве мяса, является жир, представленный в основном триглиперида- ми. Биологическая роль триглииеридов состоит в том, что они яв­ляются источниками энергии и. кроме того, содержат несинтези- руемые в организме человека высоконепредельные жирные кис­лоты и жирорастворимые витамины, роль которых в физиологии весьма велика.

В суточном потреблении взрослого человека (80—100 г, в том числе 20—25 г растительных жиров) должно содержаться 2—6 г полиненасыщенных жирных кислот, 35 г олеиновой кислоты и 20 г насыщенных жирных кислот. Соотношение между количе­ством полиненасыщенных и насыщенных жирных кислот должно составлять 0,3 : 0,35.

Определение уровня биологической ценности лигшдов можно произвести расчетным путем, сопоставляя потребное количество каждого из незаменимых компонентов в формуле сбалансирован­ного питания с его содержанием в продукте.

При определении биологической ценности жиров большое зна­чение имеет наличие и количественное содержание «триады» так называемых незаменимых жирных кислот. Подобно незаменимым аминокислотам они синтезируются ограниченно или не синтези­руются в животных организмах совсем.

Полиненасыщенные кислоты. Из полиненасыщенных жирных кислот к биологически активным относятся линолевая, линолено- вая и арахидоновая.

Линолевая кислота (цис-9, ^мс-12-октадиеновая кислота)

СН₃(СН₂ )₄ - СН = СН - СН₂ - СН = (СН₂)₇СООН

имеет две изолированные двойные связи. Светло-желтая масля­нистая жидкость с температурой плавления от 267,8 до 268 К. Содержится в большинстве растительных масел, составляя в гли- церидах значительную часть: подсолнечном 20 %, хлопковом 45 % и т. д. В жирах животного происхождения ее содержание колеб­лется от 2 до 20 %.

Линоленовая кислота (цис-9, цис-12, ^wc-15-окта- триеновая кислота)

сн₃ - сн₂ - СН = СН - сн₂ - СН =

= СН - сн₂ - СН - СН - (СН₂ )₇СООН

содержит три изолированные двойные связи в /<«с-конфигура- ции. Бесцветная жидкость после затвердевания имеет температу­

313

ру плавления от 261.7 до 262 К. легко окисляется уже при ко\пш! ной температуре, окисление сопровождается полимеризацией, при­водящей к образованию пленок и тонком слое. Наиболее распро­странена в натуральных жирах триеновой кислоты, массовое содер­жание ее в растительных маслах составляет от долей до 50 %.

Из восьми возможных изомеров в природных жирах, по-види­мому, встречается только цис-цис-цис-изомер.

Арах и д о н о в а я к и с л о т а (5, 8.11, 14-эйкозатетраено- вая кислота)

СН,(СН, )₄ - СН = СН - сн₂ - СН - СН - сн₂ - СН = = СН — СН₂ — СН = СН — (СН₂ ),СООН

содержит четыре двойные связи в изолированном положении. Светлая жидкость при глубоком охлаждении затвердевает, темпе­ратура плавления 223,5 К.

Арахидоновая кислота присутствует в липидах мозговой ткани, в жирах крупного рогатого скота и свиней. В жирах растений эта кислота не обнаружена. Предполагают, что она синтезируется в печени животного и человека из линолевой и линоленовой кис­лот. Легко изменяется под действием кислорода воздуха, превра­щаясь в окисленную форму.

Перечисленные полиненасыщенные жирные кислоты являют­ся жизненно необходимыми веществами, обладают витаминной активностью. Смесь этих кислот получила название витамина F. Недостаток этих кислот в пище приводит к отставанию живот­ных в росте, у них появляются дерматиты, наблюдаются выпаде­ние волос и другие признаки витаминной недостаточности. При длительном исключении витамина F из пищи животные погиба­ют. Человек также нуждается в витамине F, так как недостаток его в пище тоже приводит к кожным заболеваниям, выпадению во­лос и т. д. Считают, что полноценная по содержанию витамина F пища должна иметь в своем составе 0,1 % арахидоновой или 1 % линолевой и линоленовой кислот (табл. 4.3).

Таблица 4.3

Содержание полиненасыщенных кислот в некоторых жирах

Массовая доля жирных кислот,%

Жир

линолевой линоленовой арахидоновой

Шпик свиней, находившихся на кормовом рационе:

хорошем

плохом

12,54 12,04

0,82 0.56

1,04 0,38

Жир:

вареного окорока

говяжий

свиной

13,30 2,50

0,71 0,58 0,36

0,85 0,13 0.59

11,15

314

Витамины. Представляют собой биологически активные веще­ства. обеспечивающие нормальное течение биохимических и фи ­зиологических процессов в живом организме. В жировой ткани присутствуют жирорастворимые витамины групп A. D. Е. К. Со­держание двух последних незначительно.

Вита м и н А — один из немногих каротиноидов. найденных в тканях растений и животных. При этом различают витамин А,, встречающийся в тканях всех животных и рыб, и А₂, встречаю­щийся только в тканях пресноводных рыб. Структурная формула витамина А, представлена ниже:

16 17 ,₍₎

^Н;С\ /^СНЖ H СН; н н н сн, н

^С I I I " I I I I ' I

НчС-. ¹ ₆ С С-С CHoOH

I „ II 7 X 0 10 U 12 13 14 15 4 >С~СН,

'сн, ¹⁸

Структура витамина А₂ отличается от структуры витамина А, наличием добавочной двойной связи в (3-ионовом кольце меж­ду третьим и четвертым углеродными атомами. Биологическая ак­тивность витамина А₂ составляет 40 % биологической активности витамина А_г

Витамин А, встречается в трех следующих формах: в виде спир­та (ретинола), альдегида (ретиналя) и кислоты (ретиеновой).

Витамин D (кальциферол) представляет собой ряд род­ственных соединений, обладающих антирахитической активнос­тью. Известно несколько видов витамина D: D₂, D₃, D₄, D₅, D₆, D₇, которые имеют сходное строение. Все они могут быть получе­ны путем облучения определенных провитаминов D (стероидов) ультрафиолетовым светом.

Наиболее распространенными витаминами являются D₂ (эрго­кальциферол) и D₃ (холекальциферол). Эргокальциферол образу­ется при облучении ультрафиолетовым светом эргостерола, а хо­лекальциферол — при облучении 7-дегидрохолестерина. Структур­ные формулы витаминов D₂ и представлены ниже:

315

Эти две формы витамина D различаются по точкам плавле­ния: витамин D₂ плавится при 388—390 К, a D, — при 355—358 К. Кальциферолы весьма чувствительны к действию кислорода воз­духа и света, особенно при нагревании.

В и т а мин Е по химической природе представляет собой группу родственных соединений — токоферолов, молекулы кото­рых состоят из двух компонентов: кольца, являющегося производ­ным бензохинона, и изопреноидной боковой цепи, сходной с бо­ковыми цепями витаминов А и К. Наибольшей биологической ак­тивностью среди токоферолов обладает о.-токоферол, структурная формула которого приведена ниже:

СН,

I СН; СН; СН; СН;

^ " I I I "

Н,С-С С С-(СН,);-СН-(СЖ);-СН-(СЖ);-СН

I II I - " " "' I

но-с* „CL ХН, СН;

С С

I Hi

СН₃

Токоферол представляет собой прозрачную маслянистую жидкость светло-желтого цвета, нерастворимую в воде, хорошо растворимую в растительных маслах, этаноле, серном и петро- лейном эфирах.

Витамин К по химической природе представляет собой группу соединений, молекулы которых состоят из двух компо­нентов: циклической структуры хинонного строения, имеющей метильную группу (2-метил-1,4-нафтохинона), и боковой цепи. В природе встречаются витамины К с различным числом изопре- новых звеньев в боковой цепи.

Длинная боковая цепь витамина Kj является остатком высоко­молекулярного алифатического спирта фитола, входящего в со­став хлорофилла.

Витамин К₂ (мультипренилменахинон) синтезируется различ­ными бактериями или трансформируется из нафтохинонов в орга­низме. Биологическая активность витамина К_? примерно в 2 раза ниже биологической активности витамина К_г~

Витамин К содержится в большинстве распространенных продуктов питания, причем в растениях присутствует витамин К,, а в продуктах животного происхождения — различные формы витамина К₂.

Большинство животных жиров имеют цвет, за исключением свиного и козьего. Окраска зависит от наличия каротиноидов — пигментов, окрашивающих жиры в желтый цвет и одновременно служащих провитаминами. Например, под действием фермента каротиназы кишечника каротины превращаются в витамин А. Ко­личество каротинов в жирах зависит от условий откорма живот­

316

ных. Максимальное количество каротинов в жирах отмечаете-' при пастбищном откорме к осени. Витамины группы Е кро>'-/ пищевого значения выполняют роль природных актиоксидачтог Благодаря наличию большого количества непредельных химичес­ких связей в своей структуре при благоприятных условиях ви^-::.- мин Е легко окисляется, предохраняя жир от порчи.

Суммарное содержание витаминных примесей служит показа­телем биологической ценности жиров.

Количественное соотношение белков и жиров в составе про­дукта влияет на усвояемость тех и других компонентов. При повы­шенном содержании жира тормозится отделение желудочного сока, замедляется переваривание белков пепсином и трипсином, изменяется обмен некоторых веществ, подавляются система свер­тывания крови и процесс ассимиляции витаминов. Установлено, что оптимальным соотношением жира и белка в пищевых продук­тах является 1(0,8): 1,0. Определенное соотношение белка и жира в мясе играет значительную роль в формировании биологической ценности мясопродуктов и позволяет с научной точки зрения по­дойти к вопросам рационального использования сырья и обосно­ванного создания рецептур и технологий.

Химическая оценка биологической ценности белков важна и необходима, но пассивна, поскольку отражает лишь потенциаль­ную возможность белка в удовлетворении потребностей человека и животных. Конечный же результат зависит от особенностей структуры белка и атакуемости его со стороны пищеварительных протеиназ (пепсина, химотрипсина, трипсина и др.).

Под действием пищеварительных ферментов белковые веще­ства расщепляются на отдельные фрагменты (аминокислоты и пептиды), которые проникают через стенку кишечника и асси­милируются организмом. Биоактивность характеризует способ­ность продукта стимулировать процессы внутреннего обмена ве­ществ, секреторную функцию. Таким образом, соотносительная зависимость между биологической ценностью белков и их амино­кислотным составом может быть справедлива лишь при условии достаточно высоких скоростей переваривания ферментами пище­варительного тракта, усвояемости компонентов и их биоактивнос­ти. В связи с этим перечисленные показатели являются составны­ми частями биологической оценки пищевых продуктов. Биологи­ческая доступность белка и степень его усвоения зависят от мно­гих факторов. В частности, они обусловлены природой белка и его структурой: например, белки соединительной ткани расщепляют­ся хуже, чем мышечные; нативные — хуже, чем денатурирован­ные. Изменение физической структуры мяса (степени дисперсно­сти за счет измельчения) и биохимической структуры белка (дена­турация) повышает доступность компонентов действию пищева­рительных ферментов. Образование надмолекулярных белковых структур в результате взаимодействия белковых частиц друг с дру-

317

iom или с молекулами некоторых других веществ понижает их б и о л о г и ч е с к у ю л о с г у и н о с т ь.

Скорость переваривания белков отдельными ферментами желудочно-кишечного тракта представляет интерес при разра­ботке рационов питания для здоровою и особенно для больного человека, а также при определении пищевой ценности отдель­ных продуктов.

На рис.4.3—4.5 представлены типичные примеры графи­ческих зависимостей переваримости белков в различных пище вых продуктах пепсином, трипсином, а также системой пеп­син — трипсин.

Определение степени расщепления и усвояемости белкового компонента мяса, как правило, производят двумя методами: в опытах in vitro и in vivo. В опытах in vitro в системах пепсин — трипсин либо с использованием реснитчатой инфузории Tetra- chymena periformis в известной степени моделируется процесс пе­реваривания белков в желудочно-кишечном тракте. Однако полу­чить достоверное представление о биологической ценности бел­кового компонента и продукта можно лишь на основе опытов,

1 2 3 0 1 2 3 0

а

б

1 2 3 0 1 2 3 ^г Длительность гидролиза, ч ^

Рис. 4.3. Переваримость белков различных пищевых продуктов пепсином (in vitro):

о —рыбные продукты: 1 — сельдь атлантическая; 2 — треска; J—килька; о —мясные продук­ты: 7 —баранина; 2—говядина; 3— свинина; в—крупяные продукты и мучные изделия: 7 — манная каша; 2— пшенная каша; 3 — хлеб ржаной; 4— хлеб пшеничный; г — сырые и вареные продукты: 7, 3—яйцо вареное и сырое; 2, 6—фасоль вареная и сырая; 4, 5 —соя вареная и сырая; д — молочные продукты: 7 — сыр степной; 2— казеин; 3— белковый продукт белип

318

г д

Длительность гидролиза, ч

Рис. 4.4. Переваримость белков различных пищевых продуктов трипсином (in vitro):

а — рыбные продукты: / — сельдь атлантическая; 2 — треска; J— килька; о—-мясные продук­ты: /—баранина; 2—говядина; 3 — свинина; в—крупяные продукты и мучные изделия: 1 — манная каша; 2— пшенная каша; 3 — хтеб ржаной; 4— хлеб пшеничный; г — сырые и вареные продукты: I, 3 — яйцо вареное и сырое; 2, 6 — фасоль вареная и сырая; 4, 5 —соя вареная и сырая; д — молочные продукты: 1 — сыр степной; 2 — казеин; 3— белковый продукт белип

проводимых на животных, и наблюдений за человеком, опреде­ляя степень фактической утилизации пищевых веществ в орга­низме в процессе обмена веществ по характеру адсорбции белка и изменению ростовесовых показателей. На практике использу­ют: коэффициент эффективности белка (КЭБ), биологическую ценность (БЦ), истинную переваримость (ИП), коэффициент ис­пользования белка (КИБ).

ИП характеризует главным образом способность белка распа­даться под действием протеолитических ферментов пищевари­тельного тракта и всасываться через слизистую оболочку кишеч­ника. БЦ учитывает ту часть азота, которая фактически исполь­зуется, и зависит преимущественно от сбалансированности изу­чаемых белков по аминокислотному составу и от одновремен­ности введения этих метаболитов в кровеносную систему. КИБ — это отношение связанного азота к азоту, поглощенному с пищей, т. е. суммарная оценка, принимаемая в расчет при оценке биоло­гической ценности и переваримости, а КЭБ — отношение прирос­та массы к потребленному белку.

319

^ д Длительность гидролиза, ч

Рис. 4.5. Переваримость белков различных пищевых продуктов системой пепсин — трипсин (стрелка обозначает момент введения в пепсиновый перевар трипсина):

а — рыбные продукты: / — сельдь атлантическая: 2 —треска: 3 — килька; о— мясные про дукгы: / — баранина; 2—говядина; 3— свинина мясная: в — крупяные продукты и мучные изделия: /—манная каша; 2—пшенная каша; 3 — .хлеб ржаной; 4 — хлеб пшеничный; е- сырые и вареные продукты: 1, 3 —яйцо вареное и сырое: 2. 6— фасоль вареная и сырая: 4, 5—соя вареная и сырая; б'—молочные продукты: / — сыр степной: 2—казеин; боч­ковый продукт белии

Биологические методы базируются на принципе азотного ба­ланса в процессе жизнедеятельности организма. Поступивший в организм азот расходуется по двум направлениям. Первый после всасывания в пищеварительном тракте поступает в кровеносную систему (переваримый азот), удерживается организмом или ката- болизируется (используется как источник энергии) и выделяется с мочой, а второй — выбрасывается с фекалиями. Наконец, посто­янное новообразование белков в организме из имеющихся про­исходит с потерей азота, которая не зависит от пищевого азота (эндокринный азот мочи). Исходя из азотных фракций, можно ус­тановить различные соотношения, позволяющие характеризовать превращения белков в организме.

Различия в усвояемости влияют на утилизацию белков, в связи с чем при расчете безопасных уровней потребления обычных сме­сей пищевых белков вводят поправки на усвояемость. Поскольку оценки безопасных уровней потребления основаны на данных, полученных при использования белков молока, яиц, мяса и рыбы.

320

усвояемость других белков выражают через усвояемость белков вышеперечисленных продуктов.

Для определения усвояемости белка измеряют содержание азо­та в пище и кале в опытах in vivo. Предполагаемую (ПУ) и истин­ную (ИУ) усвояемости белка — азота (^гг) рассчитывают в соответ­ствии с формулами (4.!) и (4.2):

1!У ₍/ /•') ■ 100/7: (4.1)

И У = | / — (/■' — / . ) • 1001//. (4.2)

где /—общее количество a to га ь потребленной шине / - мгшчесто a $oia. иыле- ляемо!о с калом, на фоне тест-диеты' 1\ — количество азота, выделяемого с ка­лом. на фоне бе {белковой диеты.

В табл. 4.4. представлены данные усвояемости белков некото­рых пищевых продуктов человеком.

1 а б л и и а 4.4 Усвояемость белков (%) некоторых пищевых продуктов человеком

Источник белка

Яйца 97 + 3 100

Молоко, сыр 95 ± 3 100

Мясо, рыба 94 ±3 100

Кукуруза 85 + 6 89

Рис полированньп"! 88 ± 4 93

Пшеница цельная 86 ± 5 90

Пшеница очищенная 96 ± 4 101

Мука овсяная 86 ± 7 90

Мука соевая 86 ± 7 90

Просо 97 83

Горох зеленый 88 93

Масло арахисовое 95 100

Бобы 78 82

Кукуруза + бобы 78 82

Кукуруза + бобы + молоко 84 88

Биологические методы достаточно объективны, но дороги в исполнении, требуют длительного времени и большого коли­чества материалов для анализа. Химические методы в связи с этим имеют существенные преимущества. Наиболее известны подходы, основанные на определении аминокислотного соста­ва, когда выделяют лимитирующие аминокислоты, а затем их сравнивают со стандартным белком. При этом подсчитывают сумму лимитирующих аминокислот и выражают ее в процентах от суммы всех аминокислот либо сравнивают соотношение не-

, , 'Усвояемость относ цельно Истинная усвояемое! >

_>та.юннь \ оелкон

.заменимых аминокислот с тем же показателем в «идеальном» бед­ке. При этом. безусловно, учитывают соотношение всех незамени­мых аминокислот.

В последнее время стали очень популярны ферментативные методы, поскольку они позволяют искусственно создать условия, максимально приближенные к условиям живою организм;!. На­пример. переваримость белков in vitro широко используется в ана- л и ги ч е с ко й п ра кти ке.

Для определения соответствия аминокислотного состава бел­ков потребностям человека предложен ряд индексов, каждый из которых дает лишь ограниченную оценку. Из них особое вни­мание заслуживает отношение суммы незаменимых аминокис­лот Н (мг) к общему содержанию белкового азота О (г). Чем ниже величина Н/О. тем выше содержание неспецифического азота. Для белков молока и яиц отношение Н/О составляет 3,1—3,25, для мяса — 2,79—2,94, для пшеницы — 2.

Более полное представление о биологической ценности белков дает показатель так называемого аминокислотного скора. Для каж­дой из незаменимых аминокислот лимитирующей качество белка является та, показатель аминокислотного скора которой является наименьшим.

Показатель аминокислотного скора устанавливает предел ис­пользования азота данного вида белка для пластических целей. Избыток других содержащихся в белке аминокислот может ис­пользоваться как источник для неспецифического азота или для энергетических нужд организма.

Количество углеводов в созревшем мясе составляет около 1,0—1,5 %. Их роль в основном связана с участием в биохимичес­ких процессах созревания мяса, формирования вкуса, аромата, из­менения консистенции, величины рН, нежности и т. д., т. е. угле­воды опосредованно влияют на качество мясных изделий и их биологическую ценность.

В соответствии с теорией адекватного питания часть балласт­ных веществ пищи (клетчатка, пектин и др.), которые относят к пищевым волокнам, выполняет весьма важную физиологи­ческую функцию. Благодаря специфическим функциональным свойствам пищевые волокна активно участвуют в регуляции био­химических процессов в органах пищеварения и выведении из организма токсических веществ, поступающих с водой, пищей и воздухом. Пищевые волокна могут использоваться для профи­лактики ряда заболеваний, в первую очередь таких, как атеро­склероз, сахарный диабет, ожирение, ишемическая болезнь серд­ца, заболевания толстой кишки и др. В связи с необходимостью создания специальных продуктов питания вопрос примене­ния балластных веществ типа пшеничных отрубей, яблочного пектина, целлюлозы, метилцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы приобретает важное значение. Необходимо отметить, что функ­

322

ции пищевых волокон, кроме указанных веществ растительного происхождения, выполняют и соединительнотканные белки тка­ней животных.

Витамины, микро- и макроэлементы, а также вещества, сти- м ул и ру ю щ и е с е к ре то р н о - м ото р н у ю де я тел ь н о с т ь п и ше ва р и те л ь - ного тракта (экстрактивные вещества, ферменты), являются не­обходимой составной частью мяса, и поступление их с пищей — необходимое условие для нормального развития и функциониро­вания организма.

В состав сырого мяса входит полный набор водорастворимых (В,, В₂, РР, В₆, пантотеновая кислота, биотин, фолиевая кисло­та, В_р", С) и жирорастворимых (A, D, Е, К, F) витаминов, регу­лирующих рост и физиологические процессы. Однако при теп­ловой обработке часть витаминов теряется, а оставшееся коли­чество не удовлетворяет потребностям организма. Недостающая часть витаминов обычно компенсируется высоким их содержа­нием в других компонентах рациона питания или путем це­ленаправленного обогащения мясных продуктов этими компо­нентами (витаминизацией).

Минеральные вещества мышечной ткани (соединения калия, натрия, магния, железа, цинка) участвуют во многих обменных процессах и в образовании буферных систем, влияют на степень растворимости и набухания белков, и, следовательно, наличие их также имеет значение при определении пищевой ценности про­дукта, причем наибольший интерес представляет содержание натрия, кальция и железа. Количество витаминов и минераль­ных веществ регламентируется формулой сбалансированного пи­тания (см. табл. 4.1).

Азотистые экстрактивные и другие органические вещества участвуют в создании специфического аромата и вкуса мяса, способствуют улучшению органолегггических показателей и тем самым стимулируют секреторную функцию пищеварительного аппарата. Влияние органолептических характеристик на пище­вую ценность продукта состоит в том, что, воздействуя на ор­ганы чувств человека, они возбуждают аппетит и улучшают сек- реторно-моторную деятельность пищеварительного тракта, что во многом определяет покупательский спрос. Реакция чело­века на продукт зависит от внешнего вида, цвета, вкуса, запаха, консистенции (нежности) и сочности готового изделия, при этом результаты органолептической оценки зачастую бывают решающими при определении качества продукции, особенно новых видов. Органолептические показатели меняются в за­висимости от природы продукта, его химического состава, сте­пени биохимических изменений (например, созревания мяса), условий технологической обработки (измельчение, посол, вар­ка, копчение и т.д.), использования специй, пищевых и вку­совых добавок.

323

Рис. 4.6. Показатели пищевой ценности продуктов питания

Структурно-механические свойства (консистенция, жесткость, механическая прочность), обусловленные пространственным рас­пределением белков, липидов и воды в продукте, формой и прочностью связей между ними, предопределяют органолеп- тические показатели, характер и степень разрушения продукта в процессе разжевывания. В то же время этот фактор обеспе­чивает удельную поверхность контакта и физическую доступ­ность частиц пищевых веществ действию ферментов, т. е. пе­реваримость.

Полная характеристика критериев оценки пищевой ценности продуктов представлена на рис. 4.6.

324

4.2. КАЧЕСТВО

Качество сырья и мясных продуктов характеризуется слож­ным комплексом химических, биохимических, физико-хпмичее- ких, гистологических и других характеристик.

Применительно к мясоперерабатывающей промышленности конкретное технологическое содержание понятия «качество» свя­зано с такими критериями, как органолептические свойства, пи­щевая ценность, гигиенические и токсикологические состояния и технологические показатели.

Номенклатура показателей (признаков, параметров) качества (ПК) включает единичные ПК, каждый из которых характеризует одно свойство объекта; групповые ПК, применяемые для характе­ристики нескольких свойств, и комплексные (обобщенные) ПК. отражающие качество объекта в целом. Кроме того, используется понятие «относительный показатель», определяемый соотноше­нием аналогичных ПК сравниваемых объектов.

На рис. 4.7 приведена типовая классификация показателей качества.

Группа эргономических показателей характеризует систему продукт — потребитель — окружающая среда и включает следую­щие показатели: гигиенические, антропометрические, физиологи­ческие, психофизиологические и психологические.

Гигиенические показатели отражают соответствие продукта са­нитарным нормам (отсутствие токсичных, канцерогенных и дру­гих вредных для здоровья человека веществ).

Антропометрические показатели характеризуют объекты отно­сительно размеров человека. Они должны обеспечивать удобство транспортирования, хранения, реализации в сфере обращения и использования продукта потребителем.

Физиологические показатели оцениваются применительно к возможностям и потребностям организма человека. При разработ­ке композиционных продуктов особое внимание уделяется сба­лансированности химического состава.

Психофизиологические показатели характеризуют восприятие продукта с помощью органов чувств: зрения, осязания, обоняния, вкуса, иногда слуха, а также силовых и других физиологических способностей человека. Эту группу показателей называют также психофизическими. При определении величины показателя учи­тывается пороговая возможность человека к восприятию запаха, вкуса, к тактильным (осязательным) ощущениям.

Эстетические показатели качества отражают товарный вид, включая целостность композиции, совершенство производ­ственного исполнения, индивидуальные особенности товара (художественное оформление, форма, упаковка, товарные зна­ки и информационная выразительность), выделяющие его сре­ди аналогов.

325

П ока затол и качества

J

Рис. 4.7. Показатели качества продуктов

Патентно-правовые показатели обеспечивают патентную чис­тоту и защищенность объекта в стране и за рубежом. Это может касаться способа получения, состава продукта или устройства для его изготовления.

326

Показатели унификации и стандартизации характеризуют сте­пень преемственности показателей новою продукта по отноше­нию к аналогам. Эти показатели служат гарантией качества и от­ражают' техническое совершенен во объекта, но могут играть и консервативную роль, являясь тормозом при внедрении новых разработок.

Экологические показатели характеризуют степень вредного влияния объекта на окружающую среду при хранении и ис­пользовании.

Показатели назначения характеризуют социальную ориента­цию и целевую функцию товара. К ним относятся: показатель об­щественной целесообразности выпуска данной продукции, отра­жающий потребность населения в продукте и неудовлетворенный спрос; показатель социального адреса и потребительского класса, характеризующий предназначение товаров конкретным группам потребителей. Показатель соответствия продукта оптимальному ассортименту отражает место продукта в фактическом и прогно­зируемом ассортименте. Показатель сопутствующих социальных эффектов ориентирует производство на выпуск товаров с изме­ненными свойствами в соответствии с новыми запросами по­требителей, например низкокалорийных, витаминизированных, обогащенных биологически ценными компонентами и т.д. Пока­затель морального износа служит основанием для исключения из ассортимента выпускаемых товаров некоторых изделий, на кото­рые снижается спрос.

Показатели функционального назначения отражают сферы использования продукта и универсальность применения. К по­казателям соответствия выполнению основных функций отно­сится полезность продуктов, а к выполнению вспомогательных функций — содержательность информации, которую несут то­варные этикетки, например сведения о составе, полезности, способах употребления, условиях хранения и сроках годности продуктов.

Технологические показатели отражают материалоемкость, тру­доемкость, энергоемкость производства продукции, а также воз­можность утилизации отходов, т. е. употребления их с пользой для народного хозяйства, например для пищевых, кормовых, техни­ческих или иных целей.

Экономические показатели рассчитывают с учетом затрат на разработку, изготовление, хранение и потребление продукции.

Показатели сохраняемости и транспортабельности в товарове­дении называют также показателями надежности. Они характе­ризуют свойства продуктов сохранятв стандартное качество при перевозках и в течение гарантийных сроков хранения при со­блюдении условий, установленных в нормативно-технической документации.

Показатели безопасности потребления отражают соответствие

327

гигиенических показателей государственным ц международ­ным норма] ивам: санитарным правилам, стандартам отечест­венным и И СО.

Поэтому перед предприятиями, работающими в новых усло­виях рыночной экономики, стоит задача быстрого повышения эффективности производственного цикла на основе ею интен­сификации. при этом особую роль играет совершенствование технологических процессов, которые характеризуются большим разнообразием качественных показателей сырья и значитель­ной сложностью происходящих в нем физико-химических и биохимических изменений, разной продолжительностью, дис­кретностью, слабым техническим оснащением и экологическим несовершенством.

Задачу оптимального управления технологическими процес­сами в* мясной промышленности можно решить с помощью сплошного контроля качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции на основе применения специальных методов контро­ля. Это достигается физическими неразрушаюшими методами, предусматривающими воздействие на объект контроля различ­ных веществ, физических полей, или регистрацией этих полей, имитируемых самим контролируемым объектом. Неразрушаю- щий контроль как часть интроскопии (т. е. внутривидения) пре­дусматривает выполнение таких задач, как измерение физико- химических параметров, определение химического состава, струк­туры, прочностных характеристик, внутреннего строения и т.д. Выделяют девять видов неразрушающего контроля, в том числе магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновый. теп­ловой, оптический, радиационный, акустический и контроль проникающими веществами.

Целесообразно одновременно использовать несколько вза­имно дополняющих и дублирующих методов для решения кон­кретных задач.

В структуре затрат на контроль качества у нас в стране в пос­ледние годы произошли существенные изменения в сторону уве­личения объемов средств на оценку сырья и контроль за его изме­нениями в процессе технологической обработки по сравнению с затратами средств на анализ готовой продукции.

Научный подход к организации эффективного производства в мясной промышленности должен базироваться на системах, обес­печивающих гарантированное качество готовой продукции с уче­том медико-биологической его оценки и санитарно-ветеринарной экспертизы сырья.

Перспективным направлением сохранения качества сырья, его повышения при технологической обработке, прогнозирова­ния качества готовой продукции является внедрение автомати­зированных систем управления качеством технологических процессов на базе ЭВМ и информационного обеспечения, ха-

328

растеризующего процесс пли состояние обьекта управлении по совокупности его параметров.

Приведенные на рис. 4.8 факторы качества применительно к мясу и мясным продуктам свидетельствую! о достаточно высо­ком уровне сложности проблемы измерения и опенки показате­лей, что сдерживает разработку объективных методов и приборов для определения их качества и внедрения в мясную промышлен­ность АСУТ11.

Характерной особенностью мясного сырья и мясных продуктов является то, что их качество не может быть описано какой-либо одной или несколькими характеристиками. Полное описание ка­чества мясных продуктов требует использования десятков пока­зателей, значимость которых может быть сравнима между собой. В настоящее время частью показателей пренебрегают, отчего су­щественно страдает полнота оценки.

Для оценки качества мясных продуктов предложен ряд моде­лей на основе ряда характеристических показателей. Наиболее распространенной является модель, предложенная А. М. Бражни- ковым, согласно которой иерархическая классификация свойств мясной продукции разделена на четыре группы:

критические свойства, однозначно определяющие безопасность мясных продуктов; к ним относятся санитарно-гигиенические свойства и содержание вредных веществ;

существенные свойства, которые в большей мере характеризу­ют ценность мясных продуктов (биологическая ценность и орга- нолептические характеристики);

второстепенные свойства, значительно меньше влияющие на оценку качества продукта, хотя для отдельных видов продуктов

Рис. 4.8. Факторы качества пищевых продуктов

329

они могут быть достаточно важными (содержание свободной вла­ги, стойкость при хранении и др.):

свойства, слабо влияющие на качество, наличие которых желательно, но не обязательно (внешний вид, упаковка, эти­кетки и т. д.).

На основе приведенной классификации предложена следую­щая модель оценки качества мясных продуктов:

к = П»\А

I--:. i = q i-n

M_h X т_ык_ы + М_с X >"сА/ + ^Md X MdiKu

(4.3)

где А'—критерий качества; т_ш — весомость каждого свойства, относящегося к критической грУ^ппе; А: - — значение свойств, относящихся к критической группе, выраженное в относительных единицах; М_/г Л/, M_d — относительная весомость соответственно существенной, второстепенной и «слабой» групп свойств, причем М_ь > М_с > М₍₁ и M_h + Л/ + М_(/ = 1; m_hr m_d. т,_п — относительная весомость каждого /-го свойства; для каждой группы свойств;

i=i

!'% = !; (4 4)

/=| ⁴

' = </

l'"c/⁼¹; (4.5)

i = :

1 = 11

I »'<// = (4.6)

i = q+\

Величины Мит устанавливают методом экспертных оценок, весомость всех свойств, относящихся к группе критических, мож­но определить как

5>_я/ = 1- (4.7)

Из выражения (4.3) видно, что если хотя бы одно из критичес­ких свойств равно нулю, то К= 0, т. е. продукт не может быть ис­пользован на пищевые цели.

Безразмерную величину, показывающую численное значение каждого свойства, определяют по формуле

*,=/(/>/if), (4.8)

где P_t — показатель /-го свойства; — эталонное значение /-го свойства.

Данная модель является моделью смешанного типа, гак как сочетает в себе мультипликационную и аддитивную формы свертывания.

330

I", b. Чижовым ( 1980 l ) разработка ахиппниая модель, пред­ставляющая собой выражение

Q - _{(4 9)}

гас О — обобщенная численная характеристика качества: /с--коэффициент зна­чимости показателей качества: (/--безразмерное числовое выражение показате­лей качества.

Для удобства в \юдели принято, что относительные значения показателей качеству ц выражаются долями единицы и что

^{= L} (4.10)

п ^/

Выбор каждой из величин зависит от набора показателей ка­чества объекта, цели оценки и относительной значимости каждого показателя в данной их совокупности.

Менее распространенными являются модели векторною типа, а также специализированные модели для оценки качества различ­ных видов продукции.

Одним из наименее разработанных вопросов качества мясных продуктов является определение набора единичных характерис­тик, систематизация которых пока не сложилась.

На основе анализа имеющихся литературных данных можно назвать следующие наиболее важные группы свойств для всех мясных объектов: органолептические характеристики, показа­тели биологической ценности и приспособленность к хране­нию, а также характеристики безвредности. Каждый конкрет­ный тип мясного сырья должен иметь индивидуальный на­бор показателей качества. Специфической, но разной по набору свойств для сырья и полуфабрикатов является группа техноло­гических показателей, определяющих направление и техноло­гию их переработки.

В то же время, как отмечалось выше, состояние продукта опи­сывается сложным комплексом химических, биохимических, фи­зико-химических, гистологических, реологических и других ха­рактеристик, для объективного описания всей их совокупности необходимо одновременное и взаимосвязанное использование це­лого ряда характеристик и методов их определения, основанных на самых различных принципах.

Необходимо отметить, что показатели, подлежащие измерению при оценке качества мясной продукции, можно объединить в три группы: показатели, поддающиеся прямой объективной оценке (содержание соли, фракционный состав и т.д.): показатели, под­дающиеся косвенной объективной оценке, и показатели, не под­дающиеся объективной приборной оценке (товарный вид, вкус и т.д.). Для измерения показателей последней группы существу­

331

ют методы экспертной оценки, основанные на теории вероятностей и математической статистике и являющиеся достаточно точными, но трудоемкими. В то же время приборное обеспечение для объектив­ных методов опенки первых двух групп показателей в промышлен­ных условиях находится пока еще на недостаточном уровне.

Контроль качества продуктов питания, как правило, основан на сочетании органолептических и инструментальных (или других не­сенсорных) методов. В оценке качества приоритетными методами являются органолептические. По сложившимся понятиям, инстру­ментальное исследование обеспечивает достоверность и объектив­ность результатов. Корреляцию между органолептическими и ин­струментальными показателями изучают для того, чтобы обосно­вать применение того или иного несенсорного метода для характе­ристики цвета, вкуса, запаха или консистенции продукта.

Органолептическая (сенсорная) оценка, проводимая с помо­щью органов чувств человека, — наиболее древний и широко распространенный способ определения качества пищевых про­дуктов, осуществляемый при непосредственном участии дегуста­торов. Органолептический метод быстро и при правильной по­становке анализа объективно и надежно дает общее впечатление о качестве продуктов.

При этом необходимо использовать научно обоснованные ме­тоды отбора дегустаторов и оценки продуктов, выполнять требо­вания, предъявляемые к помещению, освещению, и другие усло­вия проведения дегустационного анализа.

Современный уровень исследования качества продовольствен­ных товаров немыслим без дегустационного анализа, проводимого с использованием балловых шкал.

Органолептические свойства —- это свойства (вкус, запах, кон­систенция, окраска, внешний вид и т. д.) объектов, оцениваемые с помощью чувств человека. Органолептический анализ пищевых и вкусовых продуктов проводится посредством дегустаций, т. е. ис­следований, осуществляемых с помощью органов чувств дегуста­тора без измерительных приборов. На рис. 4.9 приведена класси­фикация органолептических показателей соответственно воспри­нимаемым органам чувств человека.

Показатели качества, определяемые с помощью зрения:

внешний вид — общее зрительное ощущение, производимое продуктом;

форма — соединение геометрических свойств (пропорций) продукта;

цвет — впечатление, вызванное световым импульсом, опре­деленное доминирующей длиной световой волны и интен­сивностью;

блеск — способность продукта отражать большую часть лучей, падающих на его поверхность, в зависимости от гладкости поверх­ности продукта;

332

Рис. 4.9. Классификация органолептических показателей качества продуктов

прозрачность — свойство жидких продуктов, определяемое степенью пропускания света через слой жидкости определен­ной толщины.

Показатели качества, определяемые с помощью глубокого ося­зания (нажима):

консистенция — свойство продукта, обусловленное его вязкос­тью и определяемое степенью деформации во время нажима; плотность — свойство сопротивления продукта нажиму; эластичность — способность продукта возвращать первоначаль­ную форму после нажима, не превышающего критической вели­чины (предела эластичности).

Показатели качества, определяемые обонянием: запах — впечатление, возникающее при возбуждении рецепто­ров обоняния, определяемое качественно и количественно;

аромат — приятный естественный характерный запах исходно­го сырья (молока, фруктов, специй и др.);

«букет» — приятный запах, развивающийся под влиянием сложных процессов, происходящих во время созревания, броже­ния и ферментации (например, «букет» выдержанного вина). Показатели качества, определяемые осязанием (в полости рта): сочность — впечатление, возникающее под действием соков продукта во время разжевывания (например, продукт сочный, ма­лосочный, суховатый, сухой);

однородность — впечатление, вызванное размерами частиц про­дукта (однородность шоколадной массы, начинок конфет);

консистенция — осязание, связанное с густотой, клейкостью продукта, силой нажима (консистенция жидкая, сиропообраз­ная, густая, плотная); она чувствуется при распределении про­дукта на языке;

333

волокнистость - впечатление, вызываемое волокнами, оказы­вающими сопротивление при разжевывании продукта, которое можно ощущать качественно и количественно (например, мясо с тонкими волокнами):

крошливоств —- свойство твердою продукта крошиться при раскусывании и разжевывании, обусловленное слабой степенью сцепления между частицами;

нежность — условный термин, оценивается как сопротивление, которое оказывает продукт при разжевывании (например, мягкое яблоко, хрустящий огурец, нежное мясо);

терпкость — чувство, вызванное тем, что внутренняя поверхность полости рта стягивается и при этом появляется сухость во рту;

вкус — чувство, возникающее при раздражении рецепторов и определяемое как качественно (сладкий, соленый, кислый, горь­кий), гак и количественно (интенсивность вкуса);

флевор, или вкусность, — комплексное впечатление вкуса, за­паха и осязания при распределении продукта в полости рта, опре ­деляемое как качественно, так и количественно.

Способность к осязанию зависит ог внешних факторов и индиви­дуальных особенностей дегустаторов. При отрицательной температу­ре осязательная восприимчивость рецепторов снижается. С возрас­том осязание человека обычно ослабевает, но в меньшей степени по сравнению с другими органами чувств. Фактор возраста не является определяющим. В зависимости от природных данных, образа жизни, питания, привычек, характера труда, тренированности сенсорных органов с возрастом человека может повышаться чувствительность обоняния, вкуса, осязания, значительно реже — слуха и зрения.

Ученые разных стран разработали классификацию терминов, характеризующих консистенцию. В качестве примера можно при­вести фрагмент классификации параметров консистенции, пока­занный на рис. 4.10.

—Твердый —

— Твердый —

Хрустящий, хрупкий, мучнистый

Влажны ii. сухой, липкий

Грубый, нежный

Мягкий-

Эластичный, пенистый, пластичный

Влажный, сухой, липкий, водянистый

Однородн ый. зерн исты й

— ГТ од ужт щ к и i i -

Плотный, пастообразный, крошащийся

Влажный, сухой, липкий, водянистый

Сгустившийся, однородный

— Жидкий

	Водянистый, мягкий
	Кремообразный. маслянистый, жирный
	Липкий

334

Рис. 4.10. Классификация параметров консистенции пищевых продуктов (по данным К. Помпеи)

Разработаны методики органолептичеекой оценки механичес­ких параметров консистенции (табл. 4.5).

1 а о л п ц а 4.5

Методика оргаиолептического анализа механических параметров консистенции

Парамеф Твердость

Сцепление

Эластичность

Клейкость Хрупкость Пережсвываемость

Вязкость для про­дуктов:

полужидких

жидких

Порядок оценки

Поместить образец между зубами и нажать с равномерным усилием, оценить силу, потребовавшуюся для этого

Поместить образец между зубами и оценить величину де­формации перед откусыванием

Поместить образец между зубами (если продукт полужид­кий, то между языком и нёбом) и слегка нажать; затем прекратить давление и оценить степень и быстроту возвра­щения первоначальной формы

Поместить образец на язык и прижать языком к небу, оце­нить силу, необходимую для отделения продукта от неба с помощью языка

Поместить образец между зубами и нажать с равномерным усилием, пока он не расколется и не рассыплется; оценить силу, с которой это происходит

Поместить образец между зубами и жевать с частотой одно нажатие в секунду с постоянным усилием; подсчитать чис­ло нажатий, необходимых для измельчения продукта до степени, позволяющей его проглотить

Положить образец в рот и тереть его языком по нёбу, под­считать число движений, необходимых для того, чтобы из­мельчить продукт

Поместить ложку с образцом перед ртом и втянуть жид­кость на язык; оценить силу, необходимую для втягивания жидкости с определенной постоянной скоростью

Консистенция продукта воспринимается потребителем как сумма вкуса, запаха и ощущений.

Консистенция не только взаимосвязана с вкусовыми свой­ствами и запахом продукта, но также влияет на усвояемость или характеризует свежесть. Например, о безупречной свежес­ти охлажденного мяса судят по запаху и эластичности мышеч­ной ткани.

Для создания хорошей консистенции мясных продуктов при­меняют функциональные добавки: загустители, студнеобразова- тели, эмульгаторы, стабилизаторы, пенообразователи и другие вещества. Механизм их действия состоит в изменении коллоид­ных свойств продуктов. Среди них наибольшее распространение получили различные пектины, желатин, крахмал и его модифи­кации, агар и агароид, целлюлоза и модифицированная целлю-

335

лоза, альгинат морских водорослей, лецитины, хитозаны. кон­денсированные фосфаты и полифосфаты.

При проведении дегустаций к помещениям предъявляют особые требования. Рекомендуется иметь два изолированных помещения: специально оборудованное для работы дегустаторов и подготови­тельное. предназначенное для подготовки образцов для дегустации. Помещение для работы дегустаторов должно быть защищено от шума и вибрации; хорошо вентилируемо, но без сквозняков, хоро­шо освешено, предпочтительно рассеянным дневным светом без проникновения прямых солнечных лучей. Освещенность рабочих мест должна быть равномерной и составлять не менее 500 лк. Осве­щение не должно искажать цвет оцениваемого продукта.

Помещение для дегустаций рекомендуется окрашивать в свет­лые, спокойные для глаз тона; оно должно быть чистым, без посто­ронних запахов. Температура воздуха в помещении должна быть (20 ± 2) °С, относительная влажность воздуха — (70 ± 5) %.

Рабочие места дегустаторов следует располагать так, чтобы де­густаторы не оказывали влияния друг на друга и не отвлекались при проведении оценки. Рекомендуются кабины или столы (ши­рина 50—60 см, длина 80—90 см, высота 75—80 см) с перегородка­ми (высота 50 см, длина 40 см), а также удобные стулья. При от­сутствии перегородок места дегустаторов предпочтительнее раз­мещать одно за другим. На столе дегустатора должны быть: де­густационные листы; карандаш или ручка; тарелки (белые, без рисунка), стаканы или чашки; нож и вилка из нержавеющей ста­ли; салфетка; посуда для отходов; нейтрализующие средства для восстановления вкусовой чувствительности (белый хлеб, некреп­кий и негорячий чай или минеральная вода).

В подготовительном помещении должны размещаться следую­щие оборудование и инвентарь: шкафы для хранения посуды; сто­ловые приборы; рабочий инвентарь и др.; рабочие столы для под­готовки проб; холодильники; мойка для посуды с горячей и холод­ной водой; посуда и неокисляемые столовые приборы; деревянная или металлическая игла для определения запаха в толще продук­тов (неразрезанных); весы с наибольшим пределом взвешивания 1000 г; приборы для измерения температуры (термометры с диапа­зоном измерения от 0 до 100 °С); оборудование для измельчения и термической обработки.

Органолептические показатели могут указывать на степень раз­вития автолитических процессов, происходящих при хранении, а также на свежесть, характер и глубину развития микробиологичес­ких процессов.

Обычно гнилостная порча начинается на поверхности, а затем проникает в толщу мяса, причем скорость порчи зависит от тем­пературы и влажности окружающей среды, состояния поверхнос­ти (корочка подсыхания, порезы) и гистологической структуры, вида бактерий, возбуждающих гнилостный распад.

336

Различные виды порчи взаимосвязаны. Ослпзнение. протекаю­щее при повышенных температурах и относительной влажности воздуха более 90%. сопровождается сплошным ростом бактерий. Плесени, развивающиеся в кислой среде, сдвигают рН в щелоч­ную сторону и подготавливают условия для жизнедеятельности гнилостных микроорганизмов.

В результате развития гнилостной микрофлоры происходит распад белка с образованием как первичных, так и вторичных продуктов гидролиза, оказывающих существенное влияние на ор­ганолептические показатели и пищевую ценность мяса.

В ходе превращения белковых веществ в мясе накапливаются карбоновые жирные (уксусная, масляная, муравьиная) и оксикис- лоты, амины, альдегиды, а также неорганические соединения (Н₉0, NH₃, С0₂, N-,. H₂S) и вещества, изменяющие вкус и запах (фенол, крезол, индол, скатол, меркаптан). Биологическая ценность мяса снижается за счет распада белковых веществ. Процесс гнилостной порчи частично затрагивает и липидную фракцию.

Изменение цвета обусловлено образованием мет- и сульфомио- глобина, появлением пигментации желто-зеленого цвета и обесцве­ченных участков под воздействием пероксида водорода и специфи­ческих пигментов, выделяемых некоторыми микроорганизмами. Консистенция мяса ухудшается, возрастает его рыхлость.

Испортившееся мясо может стать причиной пищевых отравле­ний: токсикоинфекций, возникающих в результате употребления продукта, содержащего сальмонеллы, кишечную, дизентерийную палочки и протей, и интоксикаций вследствие наличия в продук­тах ядов (токсинов), выделяемых некоторыми видами микроорга­низмов (стафилококков, стрептококков, палочки ботулинуса) в процессе их жизнедеятельности.

Одним из быстрых методов определения свежести мяса являет­ся разработанный во ВНИИМПе метод гистологического анализа, который в сочетании с органолептическими показателями позво­ляет в течение 40—60 мин получить полное представление о со­стоянии и степени свежести мяса.

Результаты гистологического анализа отличаются высокой дос­товерностью, в целом ряде случаев их можно дополнить данными физико-химических, биохимических, органолептических, микро­биологических и других исследований.

Гистологический метод позволяет проводить исследования по­верхностных и глубинных слоев мяса раздельно и таким образом устанавливать локализацию изменений и увязывать их с измене­нием определенных структур мышечной ткани мяса.

Метод гистологического анализа мяса, вошедший в ГОСТ 19496—74, позволяет определить начало снижения качества мяса в результате воздействия гнилостной микрофлоры на 3—4 дня раньше, чем в нем обнаружатся органолептические и физико- химические признаки порчи. При этом в поверхностных слоях

337

мяса в местах развития гнилостной микрофлоры четко выявляют­ся изменения структуры ядер.

В результате гистологического исследования мяса, полученно­го от здоровых животных, содержащихся в хороших санитарно- гигиенических условиях, при строгом соблюдении технологии разделки, охлаждения и хранения туш (при температуре хранения 2—4 °С) и взятого через 2—3 сут после убоя животного, в поверх­ностных слоях мяса обнаружена хорошо выраженная подсохшая корочка — уплотненный слой соединительнотканных фасций и прилегающих к ним утонченных мышечных волокон с плохо раз­личимой поперечной исчерченностью. В местах разруба поверх­ностный слой также уплотнен.

В глубоколежащих слоях мышц структура ядер, поперечная и продольная исчерченность хорошо выражены, окраска равномер­ная. Это свидетельствует о хорошей сохранности структур мышеч­ной ткани и наличии условий, которые исключают возможность размножения гнилостной микрофлоры, сопровождающейся изме­нением микроструктуры мяса.

Изменение структуры ядер мышечных волокон свидетельствует о первоначальных признаках снижения качества мяса под воздей­ствием ферментов развивающейся в его поверхностных слоях гни­лостной микрофлоры и говорит о начавшемся процессе гнилост­ного разложения тканей мяса.

При хороших органолептических показателях по гистологичес­ким показателям такое мясо относят к свежему, но не подлежаще­му длительному хранению и транспортированию.

Микроструктурные изменения, характеризующие порчу мяса, распространяются на большую глубину, чем размножающаяся гнилостная микрофлора, что указывает на значительно опере­жающее проникновение в глубь мяса ферментов последней и имеет большое диагностическое значение при установлении гра­ниц порчи мяса.

Когда процесс гнилостного разложения мяса проникает глубо­ко внутрь, в мышечных волокнах отмечаются множественный рас­пад миозиновых и актиновых протофибрилл, деструкция мембран саркоплазматического ретикулума и базальной мембраны сарко­леммы, слияние разрушенного содержимого рядом лежащих мы­шечных волокон с образованием клеточного детрита.

Таким образом, в микроструктурных изменениях при порче мяса прослеживается определенная последовательность, позволя­ющая объективно оценить степень его свежести:

гомогенизация структуры ядер и их сморщивание присущи све­жему мясу, но не подлежащему длительному хранению;

набухание мышечных волокон и начало лизиса их внутрен­них структур свойственны мясу сомнительной свежести, перед его использованием следует проводить санитарную зачистку в местах порчи;

338

полный лизис внутренних структур мышечных волокон гово­рит о том, что мясо несвежее и подлежит утилизации.

Таким образом, изменения мышечной ткани при порче носят диффузный характер и отличаются глубоким распадом всех струк­тур мышечных волокон. Это положено в основу микроструктур­ной дифференциации процессов гнилостного разложения мяса и локально развивающихся автолитических процессов, лежащих в основе созревания мяса.

Общие органолептические признаки свежести мяса, субпро­дуктов, мяса птицы и кроликов приведены в табл. 4.6—4.8.

В процессе переработки и хранения жировой ткани убойных животных или выделенных из нее жиров под влиянием биологи­ческих и физико-химических факторов происходят разнообраз­ные превращения. Контакт жировой ткани мяса с кислородом воздуха, водой, микроорганизмами, металлами и т. п. вызывает физико-химические и биологические процессы, изменяющие свойства жирового сырья и тканей мяса. Интенсивность измене­ний зависит как от свойств сырья, так и от условий хранения. Окислительные и гидролитические процессы могут вызвать порчу жиров (рис. 4.11). В результате изменяется их химический состав, ухудшаются органолептические показатели и пищевая ценность. Процессы гидролиза и окисления часто протекают одновременно, усиливая изменения жира.

Рис. 4.11. Схема порчи жиров

339

СО О

T а б л п ц а 4.6

Признаки свежести мяса и субпродуктов

Показатель

Характерные признаки мяса или субпродуктов

свежих

сомнительной свежести

Внешний вид и цвет поверхности туши

Мышцы на разрезе

Консистенция

Запах

Покрыта подсохшей корочкой бледно- розового или бледно-красного цвета; у размороженных туш красного цвета; жир мягкий, частично окрашен в яр­ко-красный цвет

Слегка влажные, не оставляют влаж­ного пятна на фильтровальной бума­ге; цвет, свойственный данному виду мяса: для говядины — от светло-крас­ного до темно-красного, для свини­ны — от светло-розового до красного, для баранины — от красного до крас­но-вишневого, для ягнятины — розо­вый

На разрезе мясо плотное, упругое; образующаяся при надавливании пальцем ямка быстро выравнивается

Специфический, свойственный каж­дому виду свежего мяса

Местами увлажнена, слегка липкая, потемневшая

Влажные, оставляют влаж­ное пятно на фильтроваль­ной бумаге, слегка липкие, темно-красного цвета. У размороженного мяса с по­верхности разреза стекает слегка мутноватый мясной сок

На разрезе мясо менее плот­ное и менее упругое; образу­ющаяся при надавливании пальцем ямка выравнива­ется медленно (в течение 1 мин); жир мягкий, у раз­мороженного мяса слегка рыхлый

Слегка кисловатый или с от­тенком затхлости

несвежих

Сильно подсохшая, покрытая слизью серовато-коричневого цвета или плесеныо

Влажные, оставляют влажное пятно на фильтровальной бу­маге, липкие, красно-корпч- невого цвета. У разморожен­ного мяса с поверхности раз­реза стекает мутный мясной сок

На разрезе мясо дряблое; об­разующаяся при надавлива­нии пальцем ямка не вырав­нивается; жир мягкий, у раз­мороженного мяса рыхлый, осалившийся

Кислый или затхлый, или сл або гн ил остн ы й

Продолжение

	Характерные признаки мяса или субпродуктов
Показатель	свежих	сомнительной свежести	несвежих

Состояние жира

Состояние сухо­жилий

Прозрачность и аромат бульона

Говяжий жир имеет белый, желтова­тый или желтый цвет; консистенция твердая, при раздавливании крошит­ся; свиной — белый или бледно-розо­вый цвет; мягкий, эластичный; бара­ний — белый цвет, консистенция плот­ная. Жир не должен иметь запаха оса- ливания или прогоркания

Сухожилия упругие, плотные, поверх­ность суставов гладкая, блестящая. У размороженного мяса сухожилия мяг­кие, рыхлые, окрашенные в ярко-крас- ный цвет

Прозрачный, ароматный

Имеет серовато-матовый от­тенок, слегка липнет к паль­цам; может иметь легкий за­пах осаливания

Сухожилия менее плотные, матово-белого цвета. По­верхность суставов слегка покрыта слизью

Прозрачный или мутный, с запахом, не свойственным свежему бульону

Имеет серовато-матовый отте­нок, при раздавливании мажет­ся. Свиной жир может быть покрыт небольшим количест­вом плесени. Запах прогорк­лый

Сухожилия размягчены, серо­ватого цвета. Поверхность сус­тавов покрыта слпзыо

Мутный, с большим количе­ством хлопьев, с резким не­приятным запахом

СО

Ю

Органолептические показатели мяса (тушек) птицы различной степени свежести

Т а 6 л и ц а 4

Показатель		Характерные признаки мяса (тушек) нтпиы
	свежих		сомнительной свежести		несвежих

Внешний вид и цвет: клюва

слизистой оболочки ротовой полости

глазного яблока

поверхности тушки

подкожной и внут­ренней жировой ткани

серозной оболочки

Глянцевитый

Блестящая, бледно-розового цвета, незначительно увлаж­нена

Выпуклое, роговица блестя­щая

Сухая, беловато-желтого цве­та с розовым оттенком, у не­жирных тушек желтовато-се- рого цвета с красноватым от­тенком, у тощих — серого цве­та с синюшным оттенком Бледно-желтого или желтого цвета

Влажная, блестящая, без сли­зи и плесени

Без глянца

Без блеска, розовато-серого цве­та, слегка покрыта слизью. Воз­можно наличие плесени Невыпуклое, роговица без блеска

Местами влажная, липкая под крыльями, в паху и в складках кожи; беловато-желтого цвета с серым оттенком

Бледно-желтого или желтого цвета

Без блеска, липкая, возможно наличие небольшого количест­ва слизи и плесени

Без глянца

Без блеска, серого цвета, по­крыта слизью и плессныо

Провалившееся, роговица без блеска

Покрыта слизью, особенно под крыльями, в паху и в складках кожи; беловато-желтого цвета с серым оттенком, местами с темными или зеленоватыми пятнами

Подкожная — бледно-желтого цвета, а внутренняя — желто­вато-белого цвета с серым от­тенком

Покрыта слизыо, возможно наличие плесени

Продолжение

Показатель

Мышцы на разрезе

Консистенция

Запах

Прозрачность и аромат бульона

Характерные признаки мяса (тушек) птицы

свежих

Слегка влажные, не оставля­ют влажного пятна на филь­тровальной бумаге, у кур и индеек — бледно-розового цвета, у уток и гусей — крас­ного

Мышцы плотные, упругие, при надавливании пальцем образующаяся ямка быстро выравнивается

Специфический, свойствен­ный свежему мясу птицы

Прозрачный, ароматный

сомнительно!! свежести

Влажные, оставляют пятно на фильтровальной бумаге, слегка липкие, более темного цвета, чем у свежих тушек

Мышцы менее плотные и ме­нее упругие, чем у свежих, при надавливании пальцем образу­ющаяся ямка выравнивается медленно (в течение 1 мин)

Затхлый в грудобрюшной по­лости

Прозрачный или мутноватый с легким неприятным запахом

несвежих

Влажные, оставляют пятно на фильтровальной бумаге, лип- кис. более темного цвета, чем v свежих tvuick

Мышцы дряблые, при надав­ливании пальцем образующа­яся ямка не выравнивается

Гнилостный на поверхности тушки и внутри мышц, наибо­лее выражен в грудобрюшной полости

Мутный, с большим количест­вом хлопьев п резким непри­ятным запахом

OJ OJ

- ■< и *~> 3 :х

f- о о

£

м о

S к

с

V

н о

>5 о к

я е.

са

о *

К

ч о

о. *

я

а

я о

S

ч

<и to

о С <и

о

ч о X Я I-

о.

О

В

га I

У

s

О о

н ^

га CL га

X

х к N

о

О

С

о
S	—
	н
	о
'О	О
—-	1—
н	о
	о
	X
с
С	о
^
L-
CJ
г;
LJ	Сч
г	те
X	3
CJ	о
X
^
аЗ	о
Ч	н
са	о
	с
—	S
S	сзс

5 й

о а

I- >>

с н

и.

CJ

Ю

О ь

са с

х о

X X

о Г

* с

о _

С. С. t

о О 3 .

и s i ua

о

X

и та

с.

те S- cj о

-е С-

:Х О

и *

о

з >. н

х 3 х х

о *

о о.

о

с
X
	2
-_> о г—	3 X
	о
	•■J
г^	о
О	г~.
из	X
о
X	о
*
о	X
	г-
го	о
о	^
	о	м
■	t—	X
сзс	о	о
cd ^	п ■—1	о CJ
с	нЗ	сг;
S с;	г-; о ю	С X
	о
Й	X	го
о CJ	и	X
vo	S	О
ГО о LQ	X	са ь о

о о.

о *

о

3

X

о о

4 о

л с.

Н I

3 о

О "

н

CJ

са

а

0 6=; (U

vo

1

о н

СС

са О н

Сю ^

н о са ХГ

ч

X

CQ

:Х X X

а

о X 03

X *

g

н

X

F- о о

X

X о

о со о

X --S со о к

к о с.

X

О X

X :s

О О X

3 ^х

О о

S

х л и: а. н

к

те

а

к н о о <=; ю

зГ те X

X

аз Ч CQ

О Ч О

ю о

:Х О X го О С. О о

2Й К ^J

С. с. f~ и;

b		о
	"С"
о		X	Р
3	X	=	О
X		1	3
*	X	о	о
		L-	и-
		Г^	О
са	X

х ¹-

и

о Ч

н ^ к о с ^

t s 2

СЗС Ю

5 s

те О i- X о Л О с; те

0 а

1 ^

И

св 5 Ч s са -6-

о

X

U СС

с.

и;

о

X S о ь-

О

X *

с

X

ч

f- 2 к

са

аЗ Н

о о

о X

о

3 х X

аЗ

с;

CQ

аз Ы

I—

О

4 U

| о

о с>

С. о

н с.

ч о

X X -й- ^

аЗ Ч X VO

о

аЗ

X _

Н аз

к 5

С >, ^ :S

X о

мС

Л Л

ч § са ю

о го о

о

го

Со

а.

аз X

3 а Э 3

а ^

о

г- ^

tc -a ~

о ~

Ч С

о "

^ 5

с п.

с- п

О О

i) X

с

- X

^:Е 3

3 5

3 га

св

J2

О

1	X
X	с.	го		.—С
>,	X		и	X
X	'X	Ю	S- о	X
о	о 3	О S	IX
X н	>. ь	о а	X ее	о X
о	X	л	те	«т-
р; X	я	^	3	о
CJ О	о е о		СЭ те	и (-
X		s		са
CJ		X		^—
S		те со X	л к	о
3	и			X
Я		ч	о	X
3 3 5	0J X и а.	CQ 03 3 X	к i 2	о [-; 4 О 5

3

з

с.

СЗ

и

I— О

с;

о *

о

3 н

X о	J ГО	X
X	те	X
	Q.	CQ
о	Ю	аЗ
X	О	D.
и		3
	S	CQ
	CL>		:Х
С	я	О
	л	с.	3
QJ	§	н о	X н
3	с	3	о
х		ю
н	X	аЗ	X
о с;	X X	^	С.
X	те		X
	CQ	К
3	X	К
X	е;	о	ts о f- о
а	со те	к аЗ
3	3	g
5	аЗ X	2	аз со

а

X о н о х с_> X О

X аз С

ПЗ

го

- и

с - Ю "

р

Ь ^

о ~

г-; ~

S X

X о

L- ^

С с; X

-О

X

н

са
X		и
о
X
Ь.		-э
3 са		X н
о
о г;	Р о о г-	X
О Ю		г^ X
X аЗ X	О X	:Х 3
г	:Х	X
:S	О	V
3	X 3	те с. ГО
fe	2 о.	О С. С
го	vo

н

Cs S

с. с

о X

X	о
и	^
со ь	X г;	JX 3
О	О а.	X Е-
СО		те
и		S
	о	о
	к	а.
X	S	те
^ и и	>. S	-X
	о	3
s	X	X
■е	о сс	те
X	о
я		ГО
и	:Х	О
с	3	С.
и	X	С

н

аЗ S О О.

я

J3 f- а о х

аз ^г

го О . О ^

С ^S

U. VD

344

Степень порчи жиров исследуют не только органолептичес- кими. но и различными химическими методами. Результаты оп­ределений обычно характеризуют условными единицами — кис­лотным, перекисным и другими числами (ГОСТ Р 51487—99). Гидролитическая порча жиров характеризуется накоплением сво­бодных жирных кнслот. Это может быть как следствием автоли­за, так и результатом действия других факторов: кислот, щело­чей, оксидов металлов и других неорганических катализаторов, а также ферментов микроорганизмов.

Под влиянием тканевых липаз наблюдается гидролитический распад триглицеридов, в результате чего отмечается нежелатель­ное для качественной характеристики жира накопление свобод­ных жирных кислот, выражающееся в повышении кислотного числа жира. В свежей жировой ткани, только что извлеченной из туши, кислотное число невелико и не превышает 0,05—0,2.

Скорость и глубина гидролиза жира зависят от температуры (рис. 4.12).

Появление в жире при гидролитическом распаде небольшого количества высокомолекулярных жирных кислот не вызывает из­менения вкуса и запаха продукта. При наличии в составе тригли­церидов низкомолекулярных кислот при гидролизе могут образо­вываться капроновая и масляная кислоты, обладающие неприят­ным запахом и специфическим вкусом, резко ухудшающими орга­нолептические свойства продукта.

В топленых жирах автолитического расщепления жира, как правило, не наблюдается. Это объясняется инактивацией содер­жащейся в жировой ткани липазы при достижении температуры 60 °С в процессе вытопки. Гидролитическая порча топленого жира возможна при наличии влаги, обсеменении микрофлорой, непол­ной денатурации белков при вытопке жира или в присутствии не­органических катализаторов.

В процессе хранения и переработки жиров возможны их окис­лительные изменения, которые мо­гут протекать с различной скорос­тью, глубиной, иметь различную направленность в зависимости от природных свойств жира и усло­вий окисления.

Окисление жиров (автоокисле­ние) протекает при низких темпе­ратурах в присутствии газообраз­ного кислорода.

Рис. 4.12. Изменение кислотного числа по­чечного свиного жира-сырца в процессе хра­нения при температуре:

7 — 22 °С; 2— 4,4 °С

2,0 §1.6

с* 1,2

2 а

* 0,8

о

5:

§4'

о

20 40 60 80 100 Продолжительность хранения, ч

345

о ^

о а

э- ф

о

5 U

а

о. $

0,40

0,30

0,20

0,10

О 5 10 15 20 25 Продолжительность хранения, ч

Рис. 4.13. Накопление пероксидов при окислении топленого свиного жира при 90 °С

0,50f О начале и глубине окисления

жира судят по величине перекис- ного числа. В свежем жире перок­сидов нет. На начальных стадиях окисления в течение некоторого времени химические и органолеп­тические показатели жира почти не изменяются. Этот период, име­ющий для различных жиров раз­ную продолжительность, называ­ют индукционным. После оконча­ния индукционного периода жир начинает портиться (рис. 4.13), что сопровождается увеличением перекисного числа и изменением органолептических свойств жира. Наличие индукционного периода объясняется малым количест­вом частиц с повышенной кинетической энергией (возбужденных или свободных радикалов) в начале процесса.

Продолжительность индукционного периода зависит от мас­совой доли естественных (каротиноиды, токоферолы, лецитин, витамины А и К) или искусственных (производные фенола, содержащиеся в коптильном дыме, некоторые природные спе­ции или их экстракты, бутилоксианизол, бутилокситолуол) антиокислителей, природы жира и условий хранения. Меха­низм действия антиокислителей состоит в их более актив­ном вздимодействии со свободными радикалами и кислоро­дом воздуха, за счет чего радикалы выводятся из сферы реакции и цепь обрывается.

Задача адекватной оценки качества мясных продуктов на осно­ве большого количества единичных характеристик в настоящее время в основном решена. Схема методов показана на рис. 4.14. Проблемой остается набор этих характеристик, которые разнооб­разны и не систематизированы.

Для создания программного обеспечения, оперативности и точности оценок, использования показателя качества в экономи­ческих расчетах необходимо формализовать критерии качества, т. е. представить их в виде массива цифровых данных, отражаю­щих как величину отдельных показателей, так и функциональ­ные связи между ними. Такие задачи могут быть решены на базе квалиметрической оценки качества. В результате ряда упорядо­ченных операций по выбору, измерению и оценке свойств иссле­дуемого объекта квалиметрия дает возможность получить пока­затель его качества в виде некоторой цифровой величины, что позволяет использовать ее в алгоритме управления технологичес­ким процессом.

346

Группа свойств

Единичные свойства

Методы исследования

Показатели качества

Органолептичес­кие характерис­тики

— Цвет

Конспс- — тенпия

■ Запах-

Вкус

экспертные

— реологические

-экспертные

спектрофото^

метрические

— экспертные

хроматогра- фические

-«шарп» -метод- ■ экспертные —

-Внешний вид экспертные

оалловая оценка -усилие среза степень пенетра - байтовая оценка

_ разложение по осям

интенсивность при доми­нирующей длине волны интенсивность свето- " поглощения вытяжки и т.д.

• балловая оценка

концентра цш! ' летучих веществ

условные единицы •балловая оценка ■балловая оценка

Рис. 4.14. Схема методов исследования для оценки органолептических показателей

качества мясных продуктов

В последнее десятилетие автоматизация процессов пищевых технологий привела к созданию устройств, позволяющих ре­гистрировать накопление, распад и взаимодействие различных веществ и изменение их состояния при самых низких концен­трациях. Эти устройства, получившие названия «сенсоры», уже достаточно широко используются на различных этапах произ­водства мясной продукции. В зарубежной и отечественной ли­тературе термины «органолептическая оценка» и «сенсорный анализ» часто воспринимают как синонимы. Современный уро­вень развития органолептики требует разделения этих поня­тий. Способы измерения количества химических соединений в пищевом продукте с помощью сенсоров называют сенсорной технологией оценок.

Сенсоры контролируют большее количество параметров (цвет, температуру, массу и влажность), чем органы человека, причем бесконтактным способом. При этом могут быть использованы ви­деосистемы, работающие как в видимой области, так и в области у-лучей. В частности, с помощью рентгеновского излучения опре­деляют наличие в продукте загрязняющих веществ. Для поточного контроля продукции предлагается также использовать ВЧ- и зву­ковое излучение, ближнее ИК-излучение.

347

Преимущества сенсоров — эффективный, непрерывный, нераз- рушаюший контроль качества, применяемый в труднодоступных местах: при высоком уровне производительности труда; не повы­шают себестоимость продукции.

В качестве биосенсоров предлагается использовать иммобили­зованные ферменты и клетки, вызывающие превращения опре­деляемых веществ с последующей электрохимической регист­рацией продуктов ферментативных реакций. Преимущества био­сенсоров — точное определение содержания вещества, быстрота измерения, возможность многократного использования.

В настоящее время получили распространение потенцио- метрические электроды, которые вводят в продукт и при по­мощи них прослеживают кинетику образования или распреде­ления какого-либо химического компонента, характеризую­щего протекание процессов, изменения качества продукта. Ус­тановлено, что распределение глюкозы в свежем мясе ха­рактеризует микробиологическую обсемененность поверхности мяса. Вводя биодатчики в мясо, измеряя токовые параметры, а по ним с помощью калибровочных кривых распределение концентрации глюкозы в мясе, можно быстро определить его качество.

Конструкционно биосенсоры представляют собой потенцио- метрические, пьезокристаллические, оптические, акустические или электромагнитные датчики, регистрирующие различные качест­венные характеристики продукта.

Существует мнение, что будущее принадлежит сенсорным методам. Они будут основными при контроле технологичес­ких процессов и оценке качества сырья и готовой продукции. Измерительные устройства, основанные на регистрации элект­рических сигналов биологических систем, позволяют значи­тельно расширить существующие способы контроля и сделать сенсорную технологию оценки качества неотъемлемым эле­ментом автоматизированных систем управления технологичес- ; кими процессами.

Лабораторная работа № 1

ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЯСА И МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ

Цель работы. Приобрести практический навык органолепти- ческой оценки мяса и мясных продуктов.

Задачи. Подготовить образцы мяса и мясных продуктов, прове­сти органолептическую их оценку.

348

I

Объекты исследования. Мясные продукты — фаршированные, вареные, полукопченые, варено-копченые, сырокопченые, ливер­ные и кровяные колбасы, мясные хлеба, сосиски, сардельки, зель­цы. студни, холодцы, паштеты, а также продукты из свинины, го­вядины, баранины, мяса птицы и других животных, полуфабрика­ты. кулинарные изделия, мясные бульоны.

Оборудование. Набор посуды: столовые приборы: дере­вянные (или металлические) иглы; термометры с диапазоном измерения 0—100°С; мясорубка: водяная баня: электрическая плитка.

Методические указания. Для выполнения работы в лаборатор­ных условиях необходимо максимально соблюдать рекомендации по условиям и оснащению помещения.

Органолептическая оценка проводится для установления со­ответствия органолептических показателей качества продуктов требованиям нормативно-технической документации, а также для определения показателей новых видов мясной продукции при по­становке ее на производство.

Органолептическая оценка проводится для определения внеш­него вида, цвета, вкуса, аромата, консистенции и других показате­лей посредством органов чувств.

Органолептическая оценка осуществляется студентами при непосредственной консультации преподавателя или дегустато­ров, имеющих опыт работы по оценке качества мясной про­дукции.

Перед проведением органолептической оценки студенты зна­комятся с требованиями нормативно-технической документации к качеству оцениваемой продукции.

Образцы продукции дегустируют в следующей очереднос­ти: в первую очередь оценивают продукты, обладающие слабо выраженным (тонким) ароматом, менее соленые и острые, затем — продукты с умеренным ароматом и соленостью, после этого — продукты с сильно выраженным ароматом, соленые и острые.

В последнюю очередь оценивают изделия в подогретом виде (сосиски, сардельки и т.д.) и термически обработан­ные (пельмени, котлеты и другие полуфабрикаты); порядок их представления определяется также степенью выраженности аромата и вкуса.

В работе предлагается провести органолептическую оценку мясных продуктов по девятибалловой шкале. При этом предвари­тельно знакомятся с перечнем установленных показателей и ха­рактеристикой этих показателей для каждого балла избранной си­стемы оценок (см. формы 1—3).

349

OJ Ui

о

Оценка органолептических показателей мяса

(1) о р м а I

				Консистенция 1
№ образца	Внешний вид	Запах (аромат)	Вкус	(нежность, j жесткость) ;	Сочность

Общая оценка качества (балл)

Очень приятный Очень хороший Хороший

Недостаточно хо­роший

Средний (удовл.)

Немного непри­влекательный (приемл.) Неприятный (приемл.)

Неприятный, пло­хой (неприемл.)

Очень неприят­ный, очень пло­хой (совершенно неприемл.)

Положительные показатели

Очень приятный Очень вкусный и сильный

Приятный и силь- Вкусный ный

Приятный, но не- Достаточно вкус-

достаточно силь- ный

ный

Недостаточно аро- Недостаточно

матный вкусный

Средний (удовл.) Средний (удовл.)

качества мяса Очень нежная

Нежная

Достаточно неж­ная

Недостаточно нежная

Средняя (удовл.)

Отрицательные показатели качества мяса Без аромата Безвкусный

(приемл.)

Немного непри­ятный (приемл.), посторонний (приемл.) Плохой, посто­ронний (неприемл.) Очень неприят­ный, посторон­ний (совершен­но неприемл.)

(приемл.)

Немного непри­ятный (приемл.)

Плохой, неприят­ный (неприемл.)

Очень плохой, очень неприят­ный (совершен­но неприемл.)

Жестковатая (приемл.)

Немного жесткая (приемл.)

Жесткая (неприемл.)

Очень жесткая

(совершенно

неприемл.)

Очень сочное Сочное

Достаточно соч­ное

Недостаточно сочное

Среднее (удовл.)

Суховатое (приемл.)

Немного сухое (приемл.)

Сухое

(неприемл.)

Очень сухое

(совершенно

неприемл.)

Отлично (9)

Очень хоро­шо (8) Хорошо (7)

Выше сред­него (6) Среднее (5)

Ниже сред­него (4)

Плохо

(приемл.) (3)

Плохо

(неприемл.) (2)

Очень плохо (совершенно неприемл.) (1)

Замечания:

Ф о р м а 2

Оценка органолептических показателей мясного бульона

№ образца

Внешний вид

Запах (аромат)

Вкус

Наваристость

Общая опенка каче (балл)

тва

Очень приятный

Очень хороший Хороший

Недостаточно хоро­ший

Средний (удовл.)

Немного неприят­ный (приемл.) Неприятный

Неприятный, пло­хой (неприемл.) Очень неприятный, очень плохой (совер­шенно неприемл.)

Положительные показатели качества бульона

Очень приятный и сильный

Приятный и сильный Приятный, но недо­статочно сильный Недостаточно аромат­ный

Средний (удовл.)

Очень вкусный Очень наваристый Отлично (9)

Вкусный Наваристый

Достаточно вкус- Достаточно нава-

ный ристый

Недостаточно вкус- Недостаточно на-

ный варистый

Средний (удовл.) Средний (удовл.)

Отрицательные показатели качества Без аромата (приемл.)

Немного неприятный, очень слабый посто­ронний (приемл.) Плохой, посторонний (неприемл.) Очень плохой, силь­ный посторонний (со­вершенно неприемл.)

Безвкусный (приемл.) Немного неприят­ный (приемл.)

Плохой, неприят­ный (неприемл.) Очень плохой (совершенно неприемл.)

бульона

Слабо наваристый (приемл.) Ненаваристый (приемл.)

Водянистый (неприемл.) Как вода (совер­шенно неприемл.)

Очень хорошо (8) Хорошо (7)

Выше среднего (6)

Среднее (5)

Ниже среднего (приемл.) (4) Плохо (приемл.) (3)

Плохо

(неприемл.) (2) Очень плохо (совер­шенно неприемл.) (1

Замечания:

UJ Lft

— ^

— '-J

о

Л

о 2

с U

н | о У 0 8

сС^

о >>

со

о о.

U

о.

о. сз

К

=s

К

г

са

■ о. ю о

а:

<5 2

=5

0

1

н О

ъ s

ic ^

с

I-

<3

to §

5s

ic

=5

§

53

Pi 5!

S:

о

CQ

ja x

(L> СГ

О

н

Я 2 О D. Я

Л X

<u

СГ

О

x о я

о. ^

ja х

<u

х о я

с. ^

X

х о

- а

X О о

О С.

- с о О 5 X

о

и :Х

л 3

х х

О S"

- з о О I и

к

<и

к к

х =

и г- ^ Р GJ

О X I

:Х

3 X

•-г °

3 ьс х са

J3

I н

Я _ 2 зХ О

X <

зХ

3

CQ X о

зХ Я

3

CQ

п.

зХ 3 аз х

о

<u js я О в ^

о

с*

'-> СГ

О

а с

~ L-

О

са х

о

о с.

и

о

о ь

& Е 3 О

О

о

к о

о

<и

О £ со у о О

х О о-

о

Е

о н

£- К f_ Л

й rt о Я

н х о X

о ¥ Ч ^

о s «

о

X

о f—

S к

о

X

~ -г- f- .Г-

о "5 « -5 н л ^ ■

о

X

о

S-

Я X

& >, ^

О г 42

со Д.

ш U

2 зх

X X

В" л

о х

^н t

я я

н 2

8 о

о

X :г

о н я н о о ч

(U

зХ

X о X Ч

п ®

и о.

зХ X

а

о а.

о X

^:Х X

Э о а. о X

о х

СГ

о

fc ^5S

Э о

я н о о ч

<D

О X

о

fc « a

о

я f- о О

ч <и

X

о

'-> Ъ

U '—'

* г

~ о

■о

2 :S Я

0 3 ^ S

1 g §

-I- X со

к ■ X ^

- V -

о ^ ч ^ U о

О О " S о.

Ч I X х U w

=Х

X ^ X ^

ч g ° 2

Ч я К я U ^ S.

X ^Г X ^

X •

х |=:

_й S о

о 5

° и

о Г х ^

О

^ о ^ X г-1

X х _

О т-

2 О 2

j г 2

О

о

g 5

5

Si а bi

w 5 а pi «3 Ьй о s:

Si 3 a:

g

а гг

о

X

s

0 5

1 К

01 о ю

§ с

Н я

я н

» я

о 03

* g

3

Й з 5

о I 5 S

g ^ ^s g

б Г, с. О

Г- г—

и о£и

к я н

ш

о ^

н о о

я ^

н с_>

и

о ;s 1- О X S о

X

S о - х >• D. ^ С CQ О-

J3

X

О

зх

3 зХ

х 3 ^ н X

к о 5 зХ х >. S о С. ^ « X

с со х о Х&ВХ

х

(D

X о

СС г-

& 1

J3 и

са X ° &

Х5

о X

о и О X S

0

1

-о

ЗХ ^ X 3 Е- Ь = S g

I ё &

о-с I

col

о

5г ^1X1

S t-

О «и

х R со Л

° Лю Л х о

О CQ X

с; В

S VD

о

X

а.

X

о =х 3

3S

х с;

х S о

2 ё х

Т X о

О С. X

^m X

зсС

S о X

с. с

<и X

S и ■

X

с.

X о X

о

X

с. с о X

1	ЗХ
и X	3 X
о	Si
	Ч
о	О
X	н я с;
<и	о
X	X

о X

п. X

л е; о н я е;

о ^— X ЗХ

X х

е; 2 о X

о.

X

зх ^и о X

X

о е;

с

D. X

О) X

	.
О >-1	сг;
	о
	■Г-
X
GJ	X
	о
6	X
1 Н LJ	-а
О	X
^	о
	о
X
о
—
О	~й
:Х
О
X
О	ст;
с; С	О
нО X и	X а. X
	о
6	5
ЗХ
О
X
о	R
е;
X	О
л X GJ	X С. X CD
6	X
эх
о
о	с;
е;	2
X	CL)
-J X н	X Cl. X
	о
6	X
:Х
О
X
о	с;
е;	2
X	си
л X	X с.
(U	X
	(U
6	X

о с.

о

к X X я т

о 2 я го

352

Подготовка проб. Проводят согласно требованиям нормативно- технической документации на соответствующие виды продукции.

Перед подачей на дегустацию их кодируют цифрами или бук­вами. Проводят либо «закрытую», либо «открытую» дегустацию. В последнем случае преподаватель (иди дегустатор) дает краткую информацию о представленном образце продукции.

Порядок проведения анализа. Сначала оценивают целый (нераз­резанный), а затем разрезанный продукт.

При оценке целого продукта визуально путем наружного ос­мотра определяют внешний вид, цвет и состояние поверхности. Фиксируют запах на поверхности продукта. При необходимости определения запаха в глубине продукта берут специальную дере­вянную или металлическую иглу, вводят ее в толщу продукта, за­тем быстро извлекают и определяют запах, оставшийся на поверх­ности иглы.

Далее определяют консистенцию путем надавливания шпате­лем или пальцем.

При оценке разрезанного продукта показатели определяют в следующей последовательности:

перед проведением опенки мясные изделия освобождают от упаковки, оболочки и плпагатов (клипсов), удаляют из них кости (если они имеются) и с помощью острого ножа режут тонкими ломтиками так, чтобы обеспечить характерный для данного про­дукта вид и рисунок на разрезе;

цвет, вид и рисунок на разрезе, структуру и распределение ин­гредиентов определяют визуально на только что сделанных попе­речном и (или) продольном разрезах продукции;

запах, аромат, вкус и сочность оценивают опробованием мяс­ных продуктов, нарезанных на ломтики. При этом выделяют спе­цифический запах, аромат и вкус; отсутствие или наличие посто­роннего запаха, привкуса; степень выраженности аромата прянос­тей и копчения;солености:

консистенцию продуктов определяют надавливанием, разре­занием, разжевыванием, размазыванием (паштеты). При опре­делении консистенции устанавливают плотность, рыхлость, неж­ность, жесткость, крошливость, упругость и однородность мас­сы (паштеты).

Запах, вкус, сочность сосисок и сарделек определяют в разогре­том виде, для чего их опускают в теплую воду (50—60 °С) и дово­дят до кипения. Сочность сосисок и сарделек в натуральной обо­лочке можно также определять проколом. В местах прокола в соч­ной продукции должна выступить капля жидкости.

Мясные консервы оценивают в разогретом или холодном виде в зависимости от рекомендуемого способа употребления в пищу данного продукта. В первом случае после внешнего ос­мотра закрытую банку погружают в спокойно кипящую воду на 20—30 мин в зависимости от размера банки и вида консервов.

353

Нагретые консервы сразу же подают для органотептическои опен­ки, не допуская их остывания.

Содержимое банок помещают в чистую сухую тарелку.

При оценке качества консервов, употребляемых в холодном виде, продукт перед подачей на исследование нарезают, чтобы не изменились цвет ломтиков и их товарный вид. Минимальная толщина ломтиков должна быть такой, чтобы обеспечить их це­лостность.

Вскрытые банки (и крышки) после опорожнения промывают горячей водой и подвергают осмотру (при необходимости).

Продукцию оценивают по девятибалловой системе, если она предусмотрена нормативной документацией, или в виде описа­ния — на соответствие показателей качества требованиям стандар­тов и технических условий.

При оформлении собственных результатов анализа обмени­ваться мнениями не разрешается.

В процессе органолептической опенки каждый участник вно­сит свои оценки и замечания в дегустационный лист рекомен­дуемой формы:

Дегустационный лист

Фамилия, инициалы Дата « » г.

Организация

Продукт	Опенка продукта по девятибалловой системе							Другие замеча­ния
	Внешний вид	Цвет	Запах, аромат	Консис­тенция	Вкус	Сочность	Общая опенка, балл

Подпись

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ

РАСЧЕТНЫМ МЕТОДОМ

Цель работы. Освоить методы определения биологической цен­ности мяса и мясных продуктов расчетным путем.

Задачи. Рассчитать скор незаменимых аминокислот в мясе, мясных или комбинированных продуктах; выявить лимитирую­щие аминокислоты, оценить среднюю величину избытка скора незаменимых аминокислот и рассчитать коэффициент утилитар­ности и показатель «сопоставимой избыточности».

354

Объекты исследования. Мясо различных видов животньвх. птицы, мясные продукты, субпродукты, колбасные изделия и консервы.

Оборудование. Микрокалькулятор.

Методические указания. В качестве исходных для расчетов ис­пользуют экспериментально полученные данные при анализе со­става аминокислот мясных продуктов или данные из справочной литературы (табл. 4.9).

T а б л и ц а 4.9

Состав незаменимых аминокислот в некоторых видах мяса и мясных продуктах,

г на 100 г белка

Продукт	{ Вал ни L	I 1 Изо- ! 1 лейцин !	Лей­цин	Лизин	Мети­онин	Тре- онин	Трип­тофан	Фенил аланиь
Говядина (мышечная	5.3	4.3	7,5	8.0	2,7	4,0	1,2	4.1
ткань)
Свинина (мышечная	5.5	4,7	7.5	7.9	2,3	4,7	1.3	3,9
ткань)
Конина I категории	5.1	4.0	7,6	8.9	2,4	4,7	1,4	4.3
Куры I категории	4.8	3,8	7.7	8.7	2.5	4.8	1,6	4.0
Печень говяжья	5.6	5,3	9.0	5,1	2,9	4,8	1,6	5,7
Почки говяжьи	5,5	2,9	6.8	8,3	1,5	1,8	1,3	3.8
Рубец говяжий	3,8	3.4	6,0	5,0	1,6	3,5	0,9	3,4
Селезенка говяжья	4.7	7,4	6,1	9,4	2,4	3,3	1,4	2.5
Колбаса вареная док­	5,2	4,2	7,1	7.3	2,7	4,1	1,1	3,9
торская
Колбаса полукопче­	6,9	4,9	7,2	7,2	2,7	3,5	1.0	2,9
ная минская
Колбаса сырокопче­	5,5	4,5	7,6	8,4	3,0	4,2	1,5	3,9
ная сервелат
Яйцо куриное целое	6,0	4,7	8,5	7,1	3,3	4,8	1,6	5,1
Желатин пищевой	2.0	1,3	2,7	4,3	0,1	1,4	0,1	1,7

Используя данные аминокислотного состава, студенты расчет­ным путем определяют показатели биологической ценности про­дуктов. Для сопоставления результатов расчет рекомендуется вес­ти по нескольким объектам.

Подготовка к расчету. Студенты внимательно изучают перечень показателей биологической ценности и выписывают формулы для их определения.

Аминокислотный скор. Выписывают данные о содержании неза­менимых аминокислот в исследуемых мясных продуктах и реко­мендации ФАО/ВОЗ применительно к «идеальному» (стандартно­

355

му) белку. Аминокислотный скор определяют по формуле

АК АК'.

а = ^-\00. (4.11)

ст

где АК — содержание незаменимом аминокислоты в 1 г исследуемого белка, мг; /1А'_ст — содержание той же аминокислоты в 1 г «идеального» (стандартного) бел­ка, мг: 100 — коэффициент пересчета в проценты.

Лимитирующей биологическую ценность аминокислотой счи­тается та, скор которой наименьший.

Коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС, %). По­казывает среднюю величину избытка аминокислотного скора не­заменимых аминокислот по сравнению с наименьшим уровнем скора какой-либо незаменимой аминокислоты (избыточное коли­чество незаменимых аминокислот, не используемых на пластичес­кие нужды):

,,_DAr ZAPAC

КРАС = , (4.12)

п ⁷

где ДРАС — различие аминокислотного скора аминокислоты;

ДРАС = С₍. + С_тш, (4.13)

здесь ^ — избыток скора аминокислоты; C_mjn — минимальный из скоров незаме­нимых аминокислот исследуемого белка по отношению к эталону, %; п — количе­ство незаменимых аминокислот.

Биологическую ценность (БЦ) пищевого белка (%) определяют по формуле

БЦ = 100-КРАС. (4.14)

Коэффициент утилитарности аминокислотного состава име­ет практическое значение, так как возможность утилизации аминокислот организмом предопределена минимальным ско­ром одной из них.

Коэффициент утилитарности j-й незаменимой аминокислоты (доли единицы) рассчитывают по формуле

^=C_mn/Cj, (4.15)

где С^. —скор у'-й незаменимой аминокислоты по отношению к физиологически необходимой норме (эталону), %;

С = {Aj/A₃) ■ 100, (4.16)

здесь ^.— содержание у'-й незаменимой аминокислоты в продукте, г/100 г белка; A₃j— содержание у'-й незаменимой аминокислоты, соответствующее физиологи- чёски необходимой норме (эталону), г/100 г белка.

356

Коэффициент утилитарности у'-й незаменимой аминокислоты используют для расчета коэффициента утилитарности аминокис­лотного состава ((/), который является численной характеристи­кой, достаточно полно отражающей сбалансированноств незаме­нимых аминокислот по отношению к эталону:

U =

KAjOj)

— 7 =

к

Х4

(4.17)

Меньшая возможность утилизации незаменимых аминокислот в составе белка пищевого продукта организмами наблюдается тогда, когда их скоры максимальны или наиболее близки к максимуму.

Общее количество незаменимых аминокислот в белке оцени­ваемого продукта, которое из-за взаимонесбалансированности по отношению к эталону не может быть утилизировано организ­мом, служит для оценки сбалансированности состава незамени­мых аминокислот по показателю сопоставимой избыточности (г), который определяется по формуле

°«/^Сшт

(4.18)

- X (А Опт^эу')-

У=1

(4.19)

Результаты расчетов оформляют в виде таблицы следующей формы:

	Содержание, мг
Аминокислота	в стандартном белке		в исследуемом образце		Скор. % '	КРАС. %	БЦ, %	и	ст.
	на 1 г белка	на 1 г азота	на 1 г белка	на 1 г азота

Изолейцин Лейцин Лизин

Метионин + цис­тин

Фенилаланин + + тирозин

Треонин

Триптофан

Валин

Всего

40 70 55 35

60

40 10 50 360

50 440 340 220

380

250 60 310 2250

357

Студенты рассчитывают скор каждой из незаменимых амино­кислот. при этом фиксируют, по каким аминокислотам биологи­ческая ценность лимитирована, дают оценку средней величины избытка аминокислотного скора незаменимых аминокислот по сравнению с наименьшим уровнем скора конкретной аминокис­лоты; делают заключение о биологической ценности белковых продуктов.

Лабораторная работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕВАРИМОСТИ МЯСА И МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ

Цель работы. Освоить ферментативный метод определения биологической ценности мяса и мясных продуктов in vitro.

Задачи. Определить переваримость белков мяса, мясных про­дуктов, других пищевых белковых систем пищеварительными ферментами; провести сравнительную оценку переваримости мя­са исследуемых образцов.

Объекты исследования. Образцы мяса различных видов убой­ных животных и птицы аналогичных анатомических участков, субпродуктов I и 11 категорий, других вторичных продуктов убоя скота, препараты растительных белков, мясные продукты различ­ных ассортиментных групп кулинарной готовности, комбиниро­ванные и другие белковые продукты.

Материалы, реактивы и оборудование. Раствор соляной кислоты молярной концентрацией 0,02 моль/дм³; пепсин кристаллический (активность не менее 2500 ед/мг белка); раствор гидроксида нат­рия молярной концентрацией 5 моль/дм , бикарбонатный буфер рН 8,2—8,6; трипсин кристаллический (активность 8 ТЕ в 1 г пре­парата); тирозин; прибор для определения переваримости in vitro; спектрофотометр или фотоэлектроколориметр; охлажденный раст­вор вольфрамата натрия массовой долей 10 %; нож или мясорубка; часовое стекло; аналитические весы.

Методические указания. Основой метода является фермента­тивный гидролиз в условиях, при которых доступность атакуемых пептидных связей определяется не только свойствами белка, но и дополнительными факторами, связанными со структурой и хими­ческим составом пищевого продукта.

Метод заключается в последовательном воздействии на белко­вые вещества исследуемого продукта системой протеиназ, состо­ящей из пепсина и трипсина, при непрерывном перемешивании и удалении из сферы реакции продуктов гидролиза диализом. Это позволяет избежать ингибирования пищеварительных фер­ментов низкомолекулярными пептидами и свободными амино­кислотами.

358

Рис.4.15. Схема прибора для определения переваримо­сти белков под действием пищеварительных ферментов

(in vitro):

1 — Memnik.i, in j - - соошеютвенно виешпии и внутренний сосуты: 4-- полупроницаем .я мембрана

Гидролиз проводят в специальном при­боре (рис. 4.15), состоящем из нескольких ячеек, каждая из которых имеет наружный и внутренний сосуды, разделенные полупро­ницаемой мембраной.

Подготовка проб. Образцы мясных про­дуктов измельчают ножом на часовом стекле или мясоруОке. На аналитических весах взвешивают навеску пробы продукта, исходя из расчета содержания в ней около 150 мг белка.

Порядок проведения анализа. Пробу продукта помешают во внут­ренний сосуд прибора. Туда же вносят 15 см³ раствора соляной кис­лоты концентрацией 0,02 моль/дм³ (рН 1,2). В наружный сосуд в целях соблюдения изотонии вводят 60 см³ того же раствора. Внут­ренний сосуд вставляют в наружный так, чтобы нижняя поверх­ность его дна погружалась в раствор при условии равенства уровней жидкостей во внутреннем и наружном сосудах. Пробы инкубируют в термостате при 37 °С. После уравнивания температуры во всей си­стеме во внутренний сосуд вносят 15 мг кристаллического пепсина. Концентрация фермента при этом равна 1 мг/см³, т. е. соответству­ет средней концентрации его в желудочном содержимом на высоте переваривания. Реакцию проводят при перемешивании жидкости мешалкой при частоте вращения 1с^-1. Через каждый час из сосу­дов отбирают пробы: из внутреннего 0,1 см³, из наружного 1 см³. После этого в сосуды вносят объем раствора соляной кислоты (0,02 моль/дм³), равный объему взятой пробы.

Для остановки протеолиза и осаждения непереваренного белка пробу из внутреннего сосуда разбавляют в 10 раз охлажденным раствором вольфрамата натрия массовой долей 10 %. После цент­рифугирования продукты гидролиза определяют методом Лоури (см. главу 1, лабораторную работу № 2).

Для проведения дальнейшего гидролиза продуктов пепсино­вого перевара трипсином жидкость из наружного сосуда заменяют равным объемом раствора NaHC0₃ молярной концентрацией 0,02 моль/дм³ (рН 8,2). Пепсиновый перевар во внутреннем сосуде нейтрализуют при достаточно быстром перемешивании 0,4 см³ раст­вора NaOH (2 моль/дм³), после чего к нему прибавляют 15 см³ раст­вора NaHC0₃ (0,02 моль/дм³). После уравнивания температуры во внутренний сосуд вносят 15 мг кристаллического трипсина.

Последующие процедуры проводят аналогично определению атакуемости белков пепсином.

359

Степень атакуемоети белков в исследуемом продукте оценива­ют но нарастанию продуктов гидролиза в результате ферментатив­ного переваривания. Значения концентрации тирозина, опреде­ленные по калибровочному графику- (см. главу 3. лабораторную работу № 2). пересчитывают на обилии объем жидкости наружно­го и внутреннего сосудов, а затем эти значения суммируют. Из концентрации тирозина, характеризующей степень гидролиза, вычитают показатели, полученные в контрольных опытах: первый опыт — раствор фермента, второй опыт —взвесь анализируемого продукта в буферном растворе.

Расчеты проводят по формуле

К = Л — В — С. (4.20)

где А'— нарастание продуктов гидролиза вследствие действия протсолптического фермента, мкг/см³; А — концентрация продуктов гидролиза в переваре, мкг/см³; Z? — концентрация тех же продуктов во взвеси пищевого продукта, мкг/см¹; С — концентрация тех же продуктов в растворе фермента, мкг/см³.

Накопление продуктов гидролиза, определяемое по цветной реакции Лоури, выражают в микрограммах тирозина на 1 г сухо­го вещества.

Результаты экспериментов и расчетов оформляют в виде таблицы:

Краткая ха­рактеристи­ка продукта	Накопление продуктов ферментативного гидролиза (мкг/см') при длительности гидролиза, ч
	пепсином		трипсином
	1		4	5	6
		_ __2 j 3 ^

По полученным данным строят графики зависимости накопле­ния продуктов ферментативного гидролиза от продолжительности гидролиза, самостоятельно формулируют заключение. При этом обращают внимание на влияние способов тепловой обработки на переваримость белков мясных продуктов.

Лабораторная работа № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЖИВОТНЫХ ЖИРОВ

Цель работы. Освоить методы анализа качественных показате­лей пищевых животных жиров на основе химических, физико-хи­мических и физических методов анализа.

360

Задачи. Ознакомиться с методами отбора проб пищевых живот­ных жиров; провести органодептическое исследование: опреде­лить физико-химические показатели качества (массовая доля влаги, кислотное число) и сделать заключение о сорте исследуе­мого жира; оценить степень окислительной порчи жира с помо­щью различных методов, составить заключение о степени добро­качественности исследуемого жира.

Объекты исследования. Жиры и жиропродукты, полученные из сырья различными технологическими способами.

Методические указания. Качество жиров определяется по орга- нолептическим, физико-химическим показателям, а также по так называемым стандартным числам.

Кислотное число — один из основных показателей качества жи­ров. В процессе производства этот показатель характеризует глу­бину гидролитического распада, а в процессе хранения — указыва­ет на окислительную порчу жира наряду с другими более харак­терными показателями, а также является косвенным показате­лем соблюдения температурного режима при сборе и подготовке жира-сырца к вытопке.

Пищевые животные жиры, выпускаемые промышленностью, относятся к высшему, первому сортам и сборному. Сорт жира устанавливают в зависимости от органолептических показателей, массовой доли влаги и кислотного числа.

О степени окислительной порчи жира судят по перекисному числу, которое характеризуется количеством иода, выделяемого в кислой среде из иодида калия под действием пероксидов, содер­жащихся в 100 г жира.

Для определения содержания пероксидов обычно применяют различные варианты иодометрического метода, которые различают­ся количеством и соотношением применяемых растворителей и ук­сусной кислоты, способом введения иодида калия, продолжительно­стью взаимодействия с жиром до титрования раствором тиосульфата натрия, способом выражения перекисного числа. Метод основан на способности пероксидов в кислой среде окислять иодид калия с ос­вобождением молекулярного иода, который затем определяют тит­рованием раствором тиосульфата натрия, используя в качестве инди­катора крахмал. Химизм протекающих реакций приведен ниже:

KJ + СН₃СООН HJ + СН3СООК;

СН₃(СН₂)₆СН-СН = СН(СН₂)₇СООН + 2HJ

о-он

сн₃(сн₂)б сн-сн = сн(сн₂)₇соон + н₂о + J₂; он

J₂ + 2Na₂S₂0₃-*-2NaJ + Na₂S₄0₆

361

Эксперимент желательно проводить так, чтобы после смеше­ния всех реагентов получился гомогенный раствор и обеспечива­лась одинаковая продолжительность реакции or момента введе­ния иодида калия до титрования, так как количество иода увели­чивается с течением времени.

Хотя многие гидропероксиды токсичны, в индукционном пе­риоде количество их крайне незначительно. Такой жир пригоден в пищу. В зависимости от перекисного числа определяют степень свежести жира: жир с перекисным числом до 0,03 % иода считает­ся свежим; от 0,03 до 0,06 % —непригоден для хранения, но его можно употреблять на пищевые цели. При значении перекисного числа от 0,06 до 0,1 % иода жир считается сомнительной свежести, а при перекисном числе более 0,1 % — испорченным и непригод­ным в пищу.

В результате окислительной порчи в жире накапливаются альдегиды, кетоны, низкомолекулярные жирные кислоты, ок- сикислоты и др. Многие из этих продуктов токсичны для че­ловека.

Для наблюдения за окислением жиров при их получении, хра­нении и в процессе переработки следует правильно выбрать метод контроля. Наиболее универсальным, пригодным для всех случаев является определение содержания пероксидов. Однако положи­тельная проба на пероксиды не всегда является доказательством того, что жир испорчен, так как пероксиды не имеют ни вкуса, ни запаха. Поэтому при исследовании более глубоких стадий окисле­ния, приводящих к накоплению вторичных продуктов, нельзя ог­раничиваться определением какой-либо одной группы веществ, так как распад пероксидов идет по-разному, что зависит от жир- нокислотного состава жира, температурных условий, наличия или отсутствия ингибиторов. Для количественной оценки содержания карбонильных соединений в жирах определяют тиобарбитуровое и бензидиновое числа. Оба метода достаточно чувствительны, но дают хорошие результаты только при анализе жиров с одинако­вым составом жирных кислот. Для количественной оценки содер­жания в жирах полиоксикислот используют определение суммар­ного содержания продуктов окисления, нерастворимых в петро- лейном эфире.

В связи с изложенным для характеристики степени окисленно- сти жиров использовать только один какой-либо показатель недо­статочно. Для этого помимо химических методов применяют со­временные инструментальные методы — ультрафиолетовую спек­троскопию с максимумом поглощения в интервале длин волн 226—300 нм и инфракрасную спектроскопию — при частотах в об­ласти 984-988 см"¹.

При выполнении лабораторных работ или при анализе жиров в производственных лабораториях рекомендуется освоить и исполь­зовать несколько методов из приведенных ниже.

362

Органолептическим исследованием при окислительной порче обнаруживают признаки прогорканпя или осативанпя жира.

При прогорканпп в жире накапливаются альдегиды. кетоны. низкомолекулярные жирные кислоты, эфиры и др. Жир приобре ­тает зеленоватый или желтый цвет, резкий! неприятный запах и острый горький вкус.

Осаливание характеризуется образованием в жире оксикислот. а также продуктов полимеризации и конденсации жирных кислот. Жир теряет свою естественную окраску, обесцвечивается, стано­вится более плотным, приобретает мажущуюся консистенцию, не­приятный салистый запах. Температуры плавления и застывания повышаются.

Степень свежести (доброкачественности) жиров устанавливают органолептическим исследованием, определением кислотного чис­ла, качественной реакцией на свободные жирные кислоты, качест­венным и количественным определением пероксидов, альдегидов и кетонов, люминесцентным исследованием и другими методами. По степени свежести жиры делятся на свежие, свежие, не подлежащие хранению, сомнительной свежести и испорченные.

В работе предлагается изучить несколько различных способов определения качественных показателей жиров, каждый из кото­рых может быть использован независимо или в совокупности для повышения объективности оценки.

Подготовка проб. Отбор проб проводят на глубине не менее 50 см от поверхности. От партии жира в брикетах, стаканчиках, банках и другой потребительской упаковке точечные пробы отби­рают массой до 50 г после вскрытия или снятия упаковки. Точеч­ные пробы, помещенные в чистую сухую банку, представляют со­бой объединенную пробу. Масса объединенной пробы должна быть не менее 600 г.

1. ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Материалы и оборудование. Шпатели металлические; предмет­ное стекло; пробирки из бесцветного стекла с внутренним диамет­ром 13—17 мм и высотой 150 мм; баня водяная; термометр стек­лянный технический с диапазоном измерения 0—100°С.

Порядок проведения анализа. Запах и вкус определяют в средней пробе жира при температуре 20 °С. При определе­нии вкуса пробы не проглатывают. Эти показатели должны быть характерными для данного вида жира, вытопленного из доброкачественного сырья. Для жиров высшего сорта посторон­ние запах и вкус не допускаются. Для жиров I сорта допуска­ется приятный поджаристый запах и вкус. Сборные жиры мо­гут обладать поджаристыми запахом и вкусом, а также запахом бульона и шквары.

363

К о н с it с т е н ц и ю определяют в обшей пробе надавлива­нием металлическим шпателем на жир при температуре 15—20 °С. Она должна быть независимо от сорта для говяжьего и бараньего жира плотной или твердой (для курдючного мазеобразной), для свиного и конского жира мазеобразной или плотной, для костного сборного жира жидкой, мазеобразной пли плотной.

Цвет устанавливают при температуре 15—20 °С. Для этого жир наносят на предметное стекло (лучше на пластинку молочно­го стекла) толщиной около 5 мм. Исследование проводят в отра­женном дневном рассеянном свете. Различают следующие цвета и оттенки испытуемого жира: например, желтый, светло-желтый, светло-желтый с зеленоватым оттенком и т.д.

При порче цвет жира приобретает темно-серые, желтые, корич­невые, зеленоватые тона или же обесцвечивается. Характерным признаком порчи жира являются неравномерность, пестрота окрас­ки, он становится мутным, с затхлым, кислым, прогорклым и саль­ным запахом, горьким вкусом, мажущейся консистенцией.

Для определения прозрачности в пробирку помещают жир с таким расчетом, чтобы, будучи расплавленным, жир запол­нил не менее половины пробирки. Затем пробирки с жиром поме­щают на водяную баню для расплавления жира. Расплавленный жир температурой 60—70 °С рассматривают в дневном рассеянном проходящем свете. При наличии в жире пузырьков воздуха про­бирке дают постоять при вышеуказанной температуре в течение 2—3 мин, после чего определяют прозрачность.

Жиры высшего и 1 сортов должны быть прозрачными. Для сборного жира допускается мутноватость.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ ВЛАГИ

Оборудование. Бюксы стеклянные или металлические; эксика­тор; шкаф лабораторный сушильный; весы лабораторные.

Порядок проведения анализа. Бюкс высушивают в сушильном шкафу при температуре 102—105 °С в течение 30 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г. Вно­сят 2—3 г исследуемого жира, взвешивают и сушат в сушильном шкафу при такой же температуре до постоянной массы.

При исследовании жира, взятого сразу же после вытопки, пер­вое взвешивание проводят после высушивания в течение 1 ч, по­следующие — через каждые 30 мин. Если исследуемый жир нахо­дился на хранении, первое взвешивание проводят после высуши­вания в течение 30 мин, последующие — через 15 мин. Постоян­ная масса считается достигнутой, если ее уменьшение при двух последних взвешиваниях не превышает 0,0002 г. Если после оче­редного взвешивания будет установлено увеличение массы, то для расчета берут наименьшую массу бюкса с жиром.

364

Массовую долю влаги (%) определяют по формуле

Л = |(/и, - пи) ■ 100|//;;. (4.21)

где />;,. пи — массы бюксов с жиром соответственно ло и после высушивания, i. /// — масса навески исследуемого жира. г.

Разница между результатами параллельных определений не должна превышать 0,05 %.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОГО ЧИСЛА

Материалы, реактивы и оборудование. Колбы конические вмес­тимостью 150—200 см³; весы лабораторные; водяная баня; ней­трализованная эфирно-спиртовая смесь в соотношении 2 : 1 (одну часть этанола смешивают с двумя частями этилового эфира и нейтрализуют раствором гидроксида калия или натрия молярной концентрацией 0,1 моль/дм³ до бледно-розовой окраски по фе­нолфталеину); спиртовой раствор фенолфталеина массовой долей 1 %; раствор гидроксида калия или натрия молярной концентра­цией 0,1 моль/дм³.

Порядок проведения анализа. В конической колбе вмести­мостью 150—200 см³ взвешивают 3—5 г исследуемого жира с по­грешностью не более 0,001 г. Жир расплавляют на водяной бане, приливают 50 см³ нейтрализованной эфирно-спиртовой смеси (ее объем не менее чем в 10 раз должен превышать навеску жи­ра) и взбалтывают. Добавляют 3—5 капель спиртового раствора фенолфталеина массовой долей 1 %. Полученный раствор при постоянном встряхивании быстро титруют раствором гидроксида калия молярной концентрацией 0,1 моль/дм³ до появления от­четливой розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин. Ес­ли при титровании жидкость мутнеет, то в колбу добавляют 5—10 см³ эфирно-спиртовой смеси и взбалтывают до исчезнове­ния мути или же колбу с содержимым слегка нагревают на водя­ной бане, затем охлаждают до комнатной температуры и закан­чивают титрование.

Кислотное число (мг КОН) вычисляют по формуле

Х₂ = (УК-5,6\)/т, (4.22)

где V— объем раствора гидроксида калия или натрия молярной концентрацией 0,1 моль/дм³, израсходованный на титрование, см³; К— поправка к раствору ще­лочи для пересчета на точный (0,1 моль/дм³) раствор; 5,61 — количество милли­граммов гидроксида калия, содержащегося в 1см³ (0,1 моль/дм³) раствора; т — масса навески жира, г.

Расхождение между результатами двух параллельных определе­ний не должно превышать 0,1.

365

Экспериментальные данные органолептичеекой и физико-хи­мической оценки качества пищевых животных жиром оформляют виде таблицы:

Пока iaic.ib

Цвет при температуре 15- 20 С Запах и вкус

Прозрачность в расплавленном состоянии

Консистенция при 15—20 "С Массовая доля влаги. % Кислотное число, мг КОН

11орма для copia жира данною вида

высшего

iiepisoi о

Значения показа le.'ien. итаноь- ленных 'жеперп- менталышм путем

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ ПОРЧИ ЖИРА

Материалы, реактивы и оборудование. Фарфоровые ступки с пестиком; стеклянные палочки; пробирки химические; водяная баня; пробки резиновые; колбы^ конические с притертыми проб­ками вместимостью 200—250 см³; часы песочные на 3 мин или се­кундомер; мерная колба вместимостью 25 см³; фильтры бумажные; воронки делительные вместимостью 100 и 150 см³; цилиндры мер­ные; концентрированная соляная кислота плотностью 1,19 г/см³ и ее 10%-ный раствор; раствор флороглюцина в эфире массовой до­лей 1 %; раствор флороглюцина в ацетоне массовой долей 1 %; концентрированная серная кислота; насыщенный раствор резор­цина в бензоле; смесь изооктана (СН₃)₃СС₄Н₉ и абсолютного свободного от альдегидов этанола в соотношении 1:1; свежепри­готовленный раствор бензидина Cj₂H₁₂N₂ массовой долей 0,5%; бутанол; сульфат натрия; спиртовои раствор гидроксида калия мо­лярной концентрацией 2 моль/дм³; метиловый оранжевый; петро- лейный эфир; этанол; смесь этанола с хлороформом в соотноше­нии 1:1; гексан; свежая кровь убойных животных; спиртовой раствор гваяковой смолы; воздушный холодильник; раствор ней­трального красного массовой долей 0,01 %; хлороформ; ледяная уксусная кислота; насыщенный свежеприготовленный раствор иодида калия; раствор крахмала массовой долей 1 %; раствор гипосульфита натрия молярной концентрацией 0,01 моль/дм, флуорископ; весы технические и аналитические; фотоэлектроко- лориметр; рН-метр; спектрофотометр; сушильный шкаф.

Приготовление реактивов. Раствор бензидина С₁₂Н,₂N₂ массовой долей 0,5 %: растворяют навеску бензидина в смеси (1: 1 по объему) абсолютного этанола и ледяной уксусной кислоты.

366

4.1. РЕАКЦИЯ С НЕЙТРАЛЬНЫМ КРАСНЫМ

В фарфоровую ступку помешают 0.5—1 г исследуемого жира, заливают раствором нейтрального красного массовой долей 0.01 %. растирают пестиком в течение 1 мин. Раствор нейтрального крас­ного сливают, а его остатки смывают водопроводной водой. Оце­нивают окраску жира.

Степень окислительной порчи жира определяют по табл. 4.10, полученные результаты фиксируют в тетради.

T а б л и u а 4.10 Показатели свежести жиров по реакции с нейтральным красным

Показатели свежести

Окраска жира

свиного и бараньего

говяжьего

Свежий

От желтой с зеленоватым От желтой до коричневой оттенком до желтой

Свежий, но не подлежа- От темно-желтой до ко- От коричневой до корич-

щий хранению ричневой нево-розовой

Сомнительной свежести От коричневой до розовой От коричнево-розовой до

розовой

Испорченный От розовой до красной От розовой до красной

4.2. КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА ПЕРОКСИДЫ (ПО ВИНТИЛЕСКУ И ПОПЕСКУ)

В пробирку помешают около 5 г жира, расплавляют его на во­дяной бане, добавляют 5 капель свежей крови, 5—10 капель спиртового раствора гввяковой смолы и 5 см³ дистиллированной воды. Пробирку закрывают пробкой и встряхивают. При нали­чии пероксиды расщепляются с освобождением атомарного кис­лорода, который окисляет гваяковую смолу. В результате появ­ляется голубая окраска, интенсивность которой зависит от ко­личества пероксидов.

4.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕКИСНОГО ЧИСЛА

В коническую колбу с притертой пробкой вносят около 0,8 г жира, взвешенного с точностью не более 0,0002 г, расплавляют на водяной бане и по стенке колбы, смывая следы жира, приливают по 10 см³ хлороформа и ледяной уксусной кислоты. Быстро добав­ляют 0,5 см³ насыщенного свежеприготовленного раствора иодида калия. Закрывают колбу пробкой, смешивают содержимое колбы вращательными движениями и ставят в темное место на 3 мин.

367

Затем в колбу вливают 100 ем³ дистиллированной воды, в которую заранее добавляют 1 см³ раствора крахмала массовой долей 1 ^сс. Титруют раствором гипосульфита натрия молярной концентраци­ей 0,01 моль/дм-'¹ до исчезновения синей окраски.

Для проверки чистоты реактивов проводят контрольное определение (без жира). Реактивы считают пригодными для анализа, если на контрольное определение пошло не более 0.07 см³ раствора гипосульфита натрия молярной концентра­цией 0,01 моль/дм³.

Перекисное число (%]-,) вычисляют по формуле

где V — объем раствора тиосульфата натрия молярной концентрацией 0,01 моль/дм³, израсходованный на титрование при проведении основного опыта с навеской жира, см³; К,— объем (0.01 моль/дм³) раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование при проведении контрольного опыта (без жира), ем³; К— коэффициент поправки к раствору тиосульфата натрия лля пе­ресчета на точный (0,01 моль/дм³) раствор; 0.00127 — количество граммов иода, эквивалентное 1 см³ (0,01 моль/дм³) раствора тиосульфата натрия: т — масса на­вески исследуемого жира, г.

Перекисное число (в миллиэквивалентах активного кислорода на 1 кг жира) вычисляют по формуле

где А'—концентрация раствора тиосульфата натрия, г/дм³; 1000 — коэффициент перевода в килограммы.

Разница между результатами параллельных определений не должна превышать 0,005.

Степень окислительной порчи жира в зависимости от перекис- ного числа определяют по табл. 4.11.

Таблица 4.11

Степень окислительной порчи жира в зависимости от перекисного числа

Х_{ = |( V- У_Х)К-0,00127 • 100|//;/,

(4.23)

X₂=[(V- V_X)N- 1000]/w,

(4.24)

Псрскиснос число

Л/_кв активного кис­лорода на 1 кг жира

Степень окислительной порчи

Процент иода

До 0,03

От 0,03 до 0,06 От 0,06 до 0,1 Более 0,10

До 1,05

От 1,05 до 2,10 От 2,10 до 3,00 Более 3,00

Свежий

Свежий, не подлежащий хранению Сомнительной свежести Испорченный

368

4 4 КАЧЕСТВЕННЫЕ: РЕАКЦИИ НА АЛЬДЕГИДЫ

Метол основа!! на способности альдешлов в киелоп среде вст\ пать в реакцию конденсации с многоатомными фенолами (флоро- глюиином. резорцином и др.). образуя окрашенные соединения.

Реакиии с ф^ороглюиином в хрире (по Kpeiicy). В пробирку поме щают 3—5 1 жира, расплавляют его на водяной бане, добавляю! такие же обьемы концентрированной соляной кислоты плотнос­тью 1.19 г/см-¹ и раствора флороглюцина в эфире массовой доле!! 1 %. Пробирку закрывают резиновой пробкой и энергично встря­хивают. При наличии альдегидов нижний слой в пробирке окра­шивается в красный цвет'.

Реакция с флороглюиином в ацетоне (по ВиОману). В пробирке расплавляют 3—5 г жира, добавляют к нему такой! же обьем раст­вора флороглюцина 15 ацетоне массовой долей 1 ^сс и 2—3 капли концентрированной серной кислоты, закрывают резиновой проб­кой и встряхивают. При наличии альдегидов нижний слот! содер­жимого I? пробирке окрашивается в красный цвет

Реакция с резорцином в бензоле (по Видману). К 3—5 г расплавлен­ного в пробирке жира добавляют такие же объемы концентрирован­ной соляной кислоты и насыщенного раствора резорцина в бензоле. Пробирку закрывают резиновой пробкой и встряхивают. При нали­чии альдегидов появляется красно-фиолетовое окрашивание.

4.5. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ

Работу выполняют в темном помещении. В пробирке из бес­цветного стекла расплавленный жир помещают под утлом 45° в поток ультрафиолетовых лучей флуорископа. Жир доброкачест­венный флуоресцирует серо-желтым, сомнительной свежести — слабо-розовым или голубым, испорченный — красно-фиолетовым или фиолетовым цветом.

Шпик можно исследовать без предварительной вытопки. Свежий шпик флуоресцирует чисто-белым цветом, а соединительнотканные прослойки — ярко-фиолетовым. Шпик подозрительной свежести проявляет тусклое розово-фиолетовое или красно-фиолеговое свече­ние, недоброкачественный — тусклое коричнево-фиолетовое.

4.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (АЛЬДЕГИДОВ)

На аналитических весах взвешивают около 1 г жира в мерную колбу вместимостью 25 см³ и доводят до метки смесью изооктана (СН₃)₃СС₄Н₉ и абсолютного, свободного от альдегидов, этанола в соотношении 1:1.

369

Если раствор жира окажется слегка мутным, его отфильтро­вывают через бумажный фильтр. Затем в кювете фотоэлектроко- лориметра с толщиной слоя 2 см определяют пропускание раст­вора в процентах по отношению к смеси растворителей при л= 350 нм (светофильтр № 1). Полученное значение показывает пропускание раствора жира. Затем в две пробирки отбирают пи­петкой по 5 см³: в одну — раствор жира, в другую — смесь раство­рителей. В каждую пробирку добавляют по 0,5 см³ свежеприго­товленного раствора бензидина C₁₂H₁₂N-, массовой долей 0,5 содержимое встряхивают, выдерживают 15 мин и определяют пропускание раствора жира в процентах по отношению к смеси растворителей, обработанной бензидином. Полученное значение включает суммарное пропускание самого жира и содержащихся в нем альдегидов.

Показания снимают несколько раз и берут среднее арифмети­ческое значение в процентах.

Содержание альдегидов (мг% коричного альдегида) рассчиты­вают по формуле

Х= [(£>, • 1,1 - D) ■ 0,039 • 5 • 100]/2/и, (4.25)

где D, D, — оптическая плотность раствора жира соответственно до и после об­работки бензидином; 1,1 — коэффициент, выражающий отношение общего объема взятых растворов (5 см³ раствора жира + 0.5 см³ раствора бензидина) к 1 см-¹ раствора жира; 0.039 — фактор для коричного альдегида — бензидина при Х = 350 нм: 5 — объем раствора жира, взятый для обработки бензидином. см³; 2 - толщина слоя жира, см; т — масса исследуемого жира. г.

4.7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕННОСТИ ЖИРОВ С ФЛОРОГЛЮЦИНОМ (ПО КРЕЙСУ—ЛУРИ)

Навеску жира массой 5—10 г взвешивают в химическом стакан­чике на технических весах, переносят в делительную воронку вмес­тимостью 100 см³ и по разнице определяют массу взятой пробы.

В воронку приливают 5 см³ концентрированной НС1, содержи­мое встряхивают в течение 5 мин, добавляют 5 см³ эфирного раст­вора флороглюцина массовой долей 1 % и оставляют на 5 мин. За­тем вновь энергично встряхивают и дают отстояться до полного расслоения двух фаз: интенсивно окрашенного кислого слоя и жировой фракции (может быть тоже слегка окрашена). Окрашен­ный нижний кислый слой осторожно сливают в другую делитель­ную воронку (вместимостью 100—150 см³), добавляют 5 см³ бута- нола, встряхивают, приливают 25 см³ дистиллированной воды и все тщательно перемешивают. В результате происходит расслое­ние на нижний водный слой, обычно не окрашенный или слабо- окрашенный, и верхний бутаноловый слой с растворенным окра­шенным комплексом.

370

Водную фазу сливают, а оставшийся бутаноловый слой начи­нают промывать водой, предварительно добавляя каждый! раз по 5 см³ бутанола. Промывают порциями воды но 25 см³ пять— восемь раз до доведения рН промывной воды до 5,0 по рН-мет- ру. Бутаноловая фракция содержит небольшие капельки воды в виде эмульсии. Для ее осушения добавляют 0,1—0,3 г сульфата натрия до получения прозрачного окрашенного слоя. Светлый слой раствора сульфата натрия сливают, а оставшийся слой бута- ноловой фракции переносят в мерный цилиндр и замеряют ее объем. Спекгр поглощения снимают на спектрофотометре в кюве­те толщиной 1 см при длине волны 548 нм.

Удельное поглощение вычисляют по формуле

£= DV/{m- 100), (4.26)

где D — оптическая плотность; V — объем бутаноловоп фракции: т — масса навески, г.

4.8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОГО СОДЕРЖАНИЯ ПРОДУКТОВ ОКИСЛЕНИЯ, НЕРАСТВОРИМЫХ В ПЕТРОЛЕЙНОМ ЭФИРЕ

На аналитических весах в колбу взвешивают около 5 г исследу­емого жира, добавляют 20 см³ спиртового раствора гидроксида ка­лия молярной концентрацией 2 моль/дм³, присоединяют воздуш­ный холодильник и омыляют на водяной бане в течение 1 ч. Затем холодильник отсоединяют, а колбу погружают на водяную баню и отгоняют спирт до полного исчезновения запаха.

Мыло растворяют в 30 см³ горячей дистиллированной воды, добавляют метиловый оранжевый и разлагают при встряхивании горячим раствором соляной кислоты объемной долей 10 %, кото­рый прибавляют в избытке.

После охлаждения в колбу приливают медленной струей 50 см³ петролейного эфира для извлечения нормальных жирных кислот и перемешивают круговым движением. При этом оксикислоты час­тично осаждаются на стенках. Колбу оставляют в покое на 12—14 ч. Из раствора выделяются нерастворимые в петролейном эфире про­дукты окисления жирных кислот, которые накапливаются на гра­нице раздела эфирного раствора и водного кислого слоя.

Содержимое колбы переносят в делительную воронку и от­стаивают в течение 20—40 мин до полного разделения слоев. Кис­лый водный слой спускают из воронки, а петролейный экстракт фильтруют через бумажный фильтр. Делительную воронку и кол­бу тщательно промывают петролейным эфиром до полного удале­ния нормальных жирных кислот, пропуская эфирный раствор че­рез тот же фильтр. Затем так же тщательно промывают и фильтр. О полноте промывания судят по отсутствию жирного пятна на фильтровальной бумаге.

371

Нерастворимые в петролейном эфире продукты окисления остаются на стенках делительной воронки, в колбе и на филь­тре. Их растворяют горячим этанолом, вливая его в делительную воронку и колбу. Затем, пропуская через тот же фильтр, собира­ют фильтрат в заранее взвешенную колбу. Если кислоты плохо растворяются в этаноле, то применяют смесь этанола с хлоро­формом в соотношении 1:1. Растворитель отгоняют, а остаток сушат при 100 °С до постоянной массы. Взвешивание производят через каждые 30 мин.

Массовую долю продуктов окисления (%) вычисляют по формуле

Х={а- 100)//?7, (4.27)

где а — масса продуктов окисления, г; т — масса исследуемого жира, г.

4.9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПЕРВИЧНЫХ И ВТОРИЧНЫХ ПРОДУКТОВ ОКИСЛЕНИЯ ПО УФ-СПЕКТРАМ

Электронные спектры широко используются в химии липидов для качественного и количественного анализов.

Максимум поглощения для некоторых представителей липидов в ультрафиолетовой и видимой областях приведен в табл. 4.12.

Таблица 4.12

Максимум поглощения для некоторых соединений в ультрафиолетовой и видимой

областях спектра

Вид спектра

Соединения

Максимум поглоще­ния, нм

Ультрафиолетовый

Видимый

Первичные продукты окисления

Вторичные продукты окисления

Полиненасыщенные кислоты

Токоферолы

Госсипол

Каротиноиды

а-Каротин

Р-Каротин

232 250-300 230-233; 268-269 256-298 237; 290; 366 400-500 477 483

Для количественного измерения обычно пользуются зако­ном Бугера—Ламберта—Бэра, который указывает на прямую пропорциональность между концентрацией и оптической плот­ностью раствора. Концентрация растворенного вещества (г/дм³ или моль/дм³) в непоглощающем свет растворителе

С= D/(Kd),

(4.28)

где D — оптическая плотность анализируемого раствора; К— коэффициент погло­щения растворенного вещества при длине волны, выбранной для анализа; d — толщина слоя, см.

372

При проведении анализа раствора неизвестной концентрации следует определить коэффициент поглощения чистого вещества при выбранных для анализа длинах волн.

Иногда используют величину Е, характеризующую оптичес­кую плотность раствора, концентрация которого выражена чис­лом граммов в 100 см³ раствора в отличие от D. где концентрация выражена в г/дм³. Тогда оптическая плотность раствора массовой долей 1 % в слое толщиной 1 см

еЦ = 10*. (4.29)

Отношение величины светового потока /, прошедшего через сре­ду, к величине падающего на нее потока /₍₎ называют пропусканием:

I/k= Т, (4.30)

где Г— пропускание, доли единицы.

Между оптической плотностью и величиной пропускания су­ществует зависимость:

D=\g(\/T). (4.31)

Пробу исследуемого жира массой около (1,0 ± 0,0002) г раство­ряют в мерной колбе вместимостью 100 см³ в гексане, свободном от ароматических веществ, и доводят до метки. Полученный раст­вор концентрацией около 1 г/дм³ анализируют на спектрофото­метре и снимают спектр жира.

Идентификацию жира проводят следующим образом: появле­ние полосы поглощения при длине волны 232 нм указывает на присутствие первичных продуктов окисления; появление полосы поглощения при длине волны 272 нм — на присутствие карбо­нильных соединений (вторичных продуктов окисления).

Результаты определения окислительной порчи жира оформля­ют в виде таблицы:

Показатели, характеризующие степень окислительной порчи жира

Значение показа­телей, установлен­ных эксперимен­тальным путем, или эффект качествен­ных реакций

Вывод

Реакция с нейтральным красным

Качественная реакция на пероксиды (по Винтилеску и Попеску)

Свежий; свежий, не подлежащий хране­нию; сомнительной свежести; испорчен­ный

Наличие или отсутст­вие пероксидов

373

Продолжение

Значение показа­

телей, установлен- !

Г1ок нагели, характеризующие степень окислительно!! порчи жира

1ЛЛ\ J Г.^ I I*. [J I I Л1 Ч. П j

тальным п\тем. или

ПЫХ JKCnCpiIMCH-

Вынол

эффект качествен­

ных реакции

1

Псрскиснос число. ^ci J,

Свежий: свежий, не подлежащий хране­нию: сомнительной свежести: испорчен­ный

Качественные реакции на альдегиды: реакция с флороглюцином в эфире (по Крейсу) реакция с флороглюцином в ацетоне (по Видману) реакция с резорцином в бензоле (по Видману)

Наличие или отсутст­вие альдегидов

Люминесцентный анализ

Жир доброкачествен­ный; сомнительной свежести; испорчен­ный

Содержание карбонильных соедине­ний (альдегидов), мг% коричного альдегида

Степень окисленности жиров с фло­роглюцином (по Крейсу—Лури)

Суммарное содержание продуктов окисления, нерастворимых в петро­лейном эфире, %

На основании анализа органолептических, физико-химических показателей, полученных экспериментально, а также показателей окислительной порчи жира студенты самостоятельно делают вы­воды о доброкачественности жиров.

Цель работы. Освоить методы практического определения био­логической ценности пищевых животных жиров.

Задачи. Определить содержание полиненасыщенных (эссенци- альных) жирных кислот, количественно оценить содержание жир­ных кислот с сопряженными двойными связями (ли-, три-, тетра-

Лабораторная работа N2 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ЖИВОТНЫХ ЖИРОВ

374

и пентаеновых). количественно определить жирорастворимые ви­тамины (каротпноиды. токоферолы) и провести сравнительную оценку биологической ценности различных видов пищевых жи­вотных жиров.

Объекты исследования. Образцы пищевых животных жиров различных видов (говяжий, бараний, свиной, конский, костный и сборный).

Методические указания. Для изучения различных характерис­тик жиров, контроля их качества в процессе технологической об­работки и хранения, а также оценки биологической ценности ис­пользуют ряд физических методов.

Полиненасыщенные жирные кислоты можно определять спектрофотометрическим методом в ультрафиолетовой области спектра. Метод качественного и количественного определения полиненасыщенных жирных кислот в различных жировых про­дуктах получил широкое распространение в связи с достаточной экспрессностыо и высокой специфичностью.

Ненасыщенные жирные кислоты обладают различной способ­ностью поглощать световую энергию в области спектра ниже 200 нм. Но эта область спектра (область вакуумного ультрафиоле­та) недоступна для широкого круга исследований, поэтому разли­чия в светопоглошении кислот нельзя использовать для аналити­ческих целей. Однако сопряженные системы из двух, трех и более двойных связей поглощают свет в ультрафиолетовой области при длине волны более 220 нм (область, легкодоступная для измере­ния). Изомеризация нагреванием в щелочной среде приводит к возникновению сопряженных систем.

На рис. 4.16 показаны спектры поглощения изомеризованных полиненасыщенных жирных кислот с характерными полосами по­глощения для систем из двух, трех и четырех двойных связей.

Длина волны, нм

Рис. 4.16. Кривые поглощения чистых метиловых эфиров полиненасыщенных кислот после щелочной изомеризации при 180 °С:

/ — линолевой; 2— линоленовой; 3 — арахидоновой

375

Анали j является "эмпирическим, чю ipeoyeг особого внимания к условиям ею ировеления. Должны строго соблюдаться продол­жительность изомеризации.дозировка и концентрация применяе­мых реагент ов и т. д.

Визуальный люминесцентный анализ является экспрессным, но недостаточно обьект пвным. Применяе тся в основном при анализе биологически активных веществ, например витаминов. Флуорпмегрические методы довольно длительны и позволяют анализировать продукты, только разделяя их на составляющие. При выделении анализируемых витаминов в свободном виде с по­мощью кислот, щелочей или ферментативного гидролиза, омыле­ния, актоклавирования и других способов может происходить час­тичное разрушение анализируемого вещества, которое влияет на конечные результаты флуориметрического анализа.

Спектральные люминесцентные методы анализа пищевых про­дуктов обладают явными преимуществами по сравнению с визу­альными люминесцентными и флуориметрическими методами. Они в достаточной степени объективны, что выгодно отличает их от визуальных люминесцентных и других органолептических ме­тодов анализа пищевых продуктов.

Отсутствие контакта с анализируемым объектом, практическая безынерционность светового луча как возбуждающего света, так и света люминесценции, относительная простота измерительного устройства, возможность автоматизации измерений, высокая чувствительность, точность и специфичность — весь этот комп­лекс характеристик спектральных люминесцентных методов ана­лиза создает возможность использования их в самых разнообраз­ных направлениях, связанных с экспресс-контролем качества и количественного определения биологически активных веществ в пищевых продуктах.

Линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты люминеспи- руют в виде маслянистых растворов.

Характерной особенностью линолевой кислоты является нали­чие на ее спектре возбуждения люминесценции наиболее интен­сивного максимума при X = 325 нм. Для линоленовой и особенно арахидоновой кислот большей интенсивностью обладает макси­мум при ?w= 355 hm. Сравнение спектров возбуждения люминес­ценции полиненасыщенных жирных кислот со спектрами их по­глощения позволяет установить между ними определенную связь. Все максимумы, наблюдающиеся на спектрах возбуждения люми­несценции полиненасыщенных жирных кислот, сдвинуты в длин­новолновую область по сравнению с максимумами поглощения, которые находятся при длинах волн меньше 210 нм.

Таким образом, при непосредственном возбуждении люминес­ценции маслянистых растворов полиненасыщенных жирных кис­лот (но не их разбавленных растворов) максимальное возбужде­ние, т. е. максимальное активное поглощение, наблюдается в той

376

области спектра, в которой ироисходш незначп 1елыше noi.iome- ние молекулами этих кислот.

По характеру спектра люминесценции можно сулить о наличии или отсутствии жирных кислот в пищевых продуктах. Особенно информативным в этом отношении является спектр линоленовой кислоты, на котором кроме полосы при л = 400 нм. присущей всем трем неокисленным полиненасыщенным кислотам, обычно наблюдается дополнительная коротковолновая полоса, располо­женная вблизи л = 390 нм.

Своеобразие спектра поляризации арахидоновой кислоты, на ко­тором выявляется как область положительной поляризации (имею­щаяся у двух других кислот), так и область отрицательной поляриза­ции (отсутствующая на соответствующих спектрах линолевой и ли­ноленовой кислот), может явиться дополнительным аргументом при решении вопроса об идентификации этой кислоты.

Для идентификации жирных кислот очень важно определить ход температурной зависимости интенсивности люминесценции, на котором температурной области плавления каждой кислоты соот­ветствует резкое изменение интенсивности люминесценции.

Данная лабораторная работа предусматривает использование фи­зических методов в анализе биологической ценности жиров по нали­чию ненасыщенных жирных кислот и витаминных примесей.

1. АНАЛИЗ НЕНАСЫЩЕННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

1.1. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫХ

ЖИРНЫХ КИСЛОТ

Материалы, реактивы и оборудование. Этиленгликоль, гид- роксид калия в таблетках (массовая доля основного вещества 85 %); метанол или этанол; аналитические весы; ультратермо­стат; изолированная баня; мешалка; стеклянные стаканы; круг- лодонные колбы из молибденового стекла или стекла пирекс; стеклянные пробирки; мерные колбы вместимостью 1000 см³; спектрофотометр.

Подготовка проб. Жиры предварительно подвергают изомери­зации. Для этого готовят раствор из 8 г гидроксида калия в 100 см³ этиленгликоля. Если массовая доля основного вещества в гид- роксиде калия ниже 85 % (но не менее 81 %), то навеску соответ­ственно увеличивают. Сначала этиленгликоль сушат, для чего на­веску помещают в круглодонную колбу из стекла пирекс (или мо­либденового) вместимостью 150—200 см³ и погружают в нагретый до 100 °С ультратермостат (или баню), повышают температуру до 190°С и выдерживают при этой температуре в течение 10 мин, а затем снижают температуру.

377

По достижении 120 °С к этилешликолю в колбе осторожно по частям прибавляют гидрокспд калия, встряхивают до растворения щелочи и снова помешают в термостат, поднимают температуру до 190 °С и выдерживают при этой температуре 10 мин. Затем кол­бу вынимают, охлаждают и при необходимости хранят раствор в холодильнике при 4 °С не более суток.

В приготовленном растворе контролируют массовую долю КОН.

Для этого нейтрализуют 90 см' метанола по фенолфталеину. К нейтрализованному спирту прибавляют Юг раствора КОН в этиленгликоле, перемешивают и титруют раствором соляной кислоты молярной концентрацией 1 моль/дм³ до исчезновения розовой окраски. Массовую долю гидроксида калия рассчиты­вают по формуле

X— ( Vb • 5,61)/», (4.32)

где Г—объем раетиора соляной кислоты молярной концентрацией 1 моль/дм-', см'; Ь — поправка; т — масса раствора, г

Если массовая доля КОН будет выше 6,6 %, то добавляют эти­ленгликоль, высушенный нагреванием при 190 °С, если ниже 6,5 %, то готовят новый раствор.

Исследуемые образцы изомеризуют при (180 ± 0,5) °С в растворе гидроксида калия в этиленгликоле массовой долей 6,5—6,6 %.

Для доведения температуры до (180 ± 0,5) °С используют ультра­термостат или изолированную баню, снабженную автоматическим устройством с контактным термометром и электрической или ручной мешалкой. Ультратермостат или баню наполняют мине­ральным маслом или силиконовой жидкостью, температура вспыш­ки которой не ниже 300 °С.

Для проведения щелочной изомеризации в стаканчики из стек­ла пирекс (или молибденового стекла) размером 14 х 10 мм взве­шивают с точностью до четвертого знака на аналитических весах 0,1 г исследуемого образца. В пробирки с притертыми пробками размером 20 х 150 мм взвешивают на технических весах 11 г раст­вора гидроксида калия в этиленгликоле, устанавливают в штатив и погружают в жидкость ультратермостата (или бани), нагретую до (180±0,5)°С так, чтобы глубина погружения пробирки в жид­кость составляла 11,5 см.

Пробирки с содержимым нагревают в течение 20 мин, затем в них переносят содержимое стаканчиков с навесками жира. Две пробирки оставляют в качестве контрольных. Вынимают каждую пробирку из бани, энергично перемешивают в течение 5 с и сно­ва ставят в баню. К концу первой минуты нагревания пробир­ки вынимают из бани и проверяют раствор. Если раствор про­зрачен, то пробирки вновь ставят в баню. Если раствор не прозра­чен, что указывает на неполное омыление, пробирки встряхивают 2—3 раза и снова помещают в баню. За 1 мин нагревания встря-

378

хиванпе повторяют ло тех пор. пока омылеппе не пройдет полное тыо и раствор не станет прозрачным.

Через 25 мин нагревания при (180 +0.5) Ч\ считая с момент опускания образца в щелочной раствор эт иленгликоля. пробирки вынимают и быстро охлаждают, помещая их в сосуд с холодной водой. Затем содержимое пробирок количественно переносят в мерные колбы вместимостью 100 см³ с притертыми пробками, пользуясь метанолом или этанолом, желательно абсолютным, объем доводят до метки и используют прозрачные растворы для измерения оптической плотности.

Порядок проведения анализа. Спекгрофотометрические из­мерения проводят на спектрофотометре в отношении кон­трольного раствора при следующих длинах волн: 233, 262, 268. 274, 308, 315 и 322 нм. Отсчет снимают в единицах оптической плотности или процентах пропускания. Желательно, чтобы оп­тическая плотность измеряемых растворов находилась в преде­лах 0,2—0,8. Этого добиваются либо разведением, либо ис­пользуют кюветы подходящей длины, либо одновременно оба приема.

При исследовании некоторых животных жиров на спектро ­фотометре с использованием кюветы с толщиной светопогло- щающего слоя 1 см следует применять разведения, приведен­ные в табл. 4.13.

Таблица 4.13

Рекомендуемые разведения при определении полиненасыщенных жирных кислот в животных жирах спектрофотометрическим методом

Длина волны, при которой производится измерение, нм

Разведение (отношение исходного раствора к спирту)

Концентрация,г/дм'

233

262. 268, 274 308, 315, 322

233

262. 268. 274 308. 315, 322

Свиной жир

1:15 0,0625

3:7 0,3

Без разведения 1,0 (исходный раствор)

Говяжий, бараний и костный жиры

1:7 0,125

1 : 1 0.5

Без разведения 1,0 (исходный раствор)

Во всех случаях, когда применяют разведение, обязательно точ­но так же разводят и контрольный раствор.

Далее рассчитывают коэффициент удельного поглощения об­разца при каждой длине волны.

379

Коэффициент удельного поглощения образца рассчитывают по формуле

К= D/(cl), (4.33)

где ZJ — измеренная величина оптической плотностп; с-- концентрация образца в окончательно разведенном растворе. г/дмД /-толщина светопоглощающего слоя кюветы, см.

При расчете используют поправки. В коэффициенте удельно­го поглощения при X = 233 нм учитывают постоянную поправку 0,03, зависящую от поглощения карбоксильных групп. Коэффи­циенты удельного поглощения при длинах волн 268 и 315 нм учитывают поправку на абсорбцию фона. Однако в тех случаях, когда какая-либо полиненасыщенная кислота присутствует в сравнительно больших количествах и после изомеризации дает оптическую плотность > 1, поправку на абсорбцию фона во из­бежание ошибки делать не рекомендуется, и в этих случаях

^{= К}268 ^{И К}А ⁼ 15-

П р и м е р. Рассчитать содержание полиненасыщенных жирных кислот в свином топленом жире.

Обозначения, принятые в расчете:

К_х, К₂ и /^ — коэффициенты удельного поглощения соответственно линоле­вой, линоленовой и арахидоновой кислот;

/ — толщина слоя раствора в кювете — 1,0 или 2,0 см;

оптическая плотность при следующих длинах волн: Z?₂₁₃ = 0,769; D_lbl ⁼ 0,205; Z)₂₆₈ = 0,252; D_m = 0,194; D_m = 0,300; Z?₃₁₅ = 0,398; D_m = 0,192;

с — концентрация раствора при измерении соответствующей оптической плотности, г/дм³; с₂₃₃ = 0,075; с₂₆₂ = с₂₆₈ = с₂₇₄ = 0,3 00; с_т = с₃₁₃ = с₃₂₂ = 1,000.

Массовую долю ненасыщенных жирных кислот рассчитывают в соответствии с формулами

1,086*, - 1,324*₂ + 0,40*₃; (4.34)

Г= 1,980*2-4,92*3; (4.35)

Z=4,69*₃, (4.36)

где X, У, Z— массовые доли соответственно линолевой, линоленовой и арахидо­новой кислот, %.

1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ С СОПРЯЖЕННЫМИ ДВОЙНЫМИ СВЯЗЯМИ

Подготовка проб. Навеску жира массой 0,2 г взвешивают на аналитических весах в стеклянный стаканчик или чашечку. Жир растворяют в углеводородном растворителе (w-гексане, циклогек- сане или изооктане) и доводят объем до 100 см³.

Порядок проведения анализа. Метод применяется для опреде­ления количества ди-, три-, тетра- и пентаеновых кислот с со­

380

пряженными двойными связями, присутствующими в иссле­дуемых жирах.

Оптическую плотность измеряют на спектрофотометре при длинах волн 233. 262, 268. 274, 308, 315, 322 нм в отношении растворителя. Желательно, чтобы оптическая плотность находи­лась в пределах 0,2—0,8. Для этого подбирают кювету с подхо­дящей толщиной оптического слоя, при необходимости растворы разбавляют. Для установления наличия максимума при характер­ной длине волны измерения проводят при нескольких длинах волн перед и после ожидаемого максимума поглощения. Если в характерной области спектра максимум не определен, то считают, что в этой области спектра соединение отсутствует.

По полученным величинам оптической плотности рассчитыва­ют удельные коэффициенты поглощения для соединений с сопря­женными двойными связями.

Расчет ведут для каждой длины волны по формуле

^К'-7Г <⁴-³⁷>

где D — измеренная величина оптической плотности; с — концентрация раствора, используемого для измерения (концентрированного или разбавленного), г/дм³; / — толщина светопоглошающего слоя, см.

Экспериментально полученные данные и результаты расчетов сводят в таблицу:

Показатель

Образцы жира

говяжии

свинои

бараний

Коэффициенты удельного поглощения полине­насыщенных жирных кислот: динолевой К₂ линоленовой К_} арахидоновой К_А

Коэффициенты удельного поглощения для сое­динений с сопряженными двойными связями: диеновых триеновых тетраеновых пентаеновых

Массовая доля полиненасыщенных жирных кислот, %: линолевой линоленовой арахидоновой

В заключение дают сравнительную оценку биологической цен­ности пищевых животных жиров.

381

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВИТАМИННЫХ ПРИМЕСЕЙ В ПИЩЕВЫХ ЖИВОТНЫХ ЖИРАХ

2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КАРОТИНОИДОВ ПО ВИДИМЫМ СПЕКТРАМ

Материалы, реактивы и оборудование. Водяная баня или термо­стат; спектрофотометр.

Подготовка проб. Образцы топленых животных жиров поме­тают is пробирках на водяную баню или в термостат и нагре­вают до температуры, превышающей температуру плавления на 5—10 °С.

Порядок проведения анализа. Метод определения содержания каротиноидов по видимым спектрам основан на том, что при не­большом содержании хлорофиллов или их отсутствии спектр мас­ла снимают непосредственно в видимой области в диапазоне длин волн 400—500 нм.

Расплавленную пробу исследуемого жира помещают в хрома- гографическую кювету толщиной светопоглощающего слоя 1 см и снимают спектр на спектрофотометре в интервале длин волн 400—500 нм, определяют оптическую плотность при длине вол­ны наиболее интенсивного максимума.

Содержание каротиноидов (г в 100 см³ жира в пересчете на (3-каротин) определяют гю формуле

¹ ШК. <⁴-³⁸>

где D — оптическая плотность при \_шч; а — разведение (для чистого жира а= 1); с! — толщина светопоглощающего слоя, см; ^ — коэффициент поглощения чис­того [3-каротина; А'_ст = 250.

2.2. РАЗДЕЛЕНИЕ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ КАРОТИНОИДОВ

МЕТОДОМ ТСХ

Материалы, реактивы и оборудование. Фарфоровые ступки; обезвоженный сульфат натрия; кристаллический карбонат натрия; бензин; петролейный эфир или ацетон; вакуумный фильтр; во­ронка Бюхнера; этанол; бихромат калия.

Подготовка проб. Для разделения каротиноидов успешно при­меняют метод ТСХ на оксиде магния или оксиде алюминия II сте­пени активности толщиной 1 мм.

Навеску продукта (от 2 до 2,5 г в зависимости от содержания каротиноидов) растирают в ступке с обезвоженным сульфатом натрия до получения сухого порошка. Для предотвращения окис- ляемости витаминов рекомендуется добавить несколько кристал­

382

лов карбоната натрия. Для экстракции каротиноидов обычно при­меняют бензин. петролейный эфир (70—100'С) или ацетон. Про­бу экстрагируют ло полного извлечения пигмеигов. для чего обычно достаточно пяти-шести экстракций. Экстракт рекомен­дуется освободить от взвешенных частиц фильтрованием иод ва­куумом (можно на воронке Бюхнера). промыть водой (лучше ис­пользовать подсоленную) и обработать щелочью (что дает воз­можность в результате омыления освободиться от хлорофилла и других омыляемых пигментов и различных сложных эфиров). Дальнейшую очистку каротиноидов можно провести методом ко­лоночной хроматографии. Очищенный экстракт сгущают под ва­куумом до небольшого объема.

Порядок проведения анализа. Полученный экстракт объемом от 0,2 до 1 см³ наносят на стеклянные пластинки, покрытые оксидом магния или алюминия II степени активности, и подвергают разде­лению в одной из систем углеводородных (подвижных) раствори­телей, которые приведены ниже.

Определяемое вещество

Сербен

Система раствор! ire чей

Соотношение по объему

Каротиноиды Оксид магния, оксид алюминия 11 степени

активности

Ацетон — петролейньн эфир

Петролейный эфир — бензол — метанол

:3 или 2:4S 60 : 10 : 1

Разделение обычно занимает 30—35 мин. Большинство каро­тиноидов окрашено и легко обнаруживается при дневном свете в виде ярко окрашенных и резко очерченных зон. Каждую зо­ну выделяют и элюируют петролейным эфиром. Для лучшего элюирования каротиноидов рекомендуется добавить 1—2 капли этанола. Идентификацию каротиноидов проводят по максиму­мам поглощения в видимой области спектра в интервалах длин волн от 400 до 500 нм, величинам Rj- путем сравнения со стан­дартными растворами «свидетелей», в качестве которых обычно используют ос- и (З-каротиноиды, выделенные из моркови; лико- пин идентифицируют по ИК-спектру.

Содержание каротиноидов определяют спектрофотометричес- ки, используя стандартную кривую по бихромату калия.

Построение калибровочного графика. Для построения кривой берут 0,072 г дважды перекристаллизованного бихромата калия и растворяют в 100 см³ воды. 1 см³ раствора соответствует 0,00416 мг каротина. Для построения графика готовят растворы с различной массовой долей бихромата и анализируют на спектрофотометре. Затем строят график зависимости D=f(c).

383

2.3. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОФЕРОЛОВ

Материалы, реактивы и оборудование. Гидроксид кадия; пиро­галлол: диэтиловый эфир: бензол: пластинки с спликагелем марок КСК или АСК; хлороформ: реактив Эммери — Энгеля.

Приготовление реактивов. Р е а к т и в Э м м е р и —Э н г е л я: 1 объем спиртового раствора с/.-, с/'-дипиридида массовой долей 0.25 % смешивают с 1 объемом спиртового раствора FeCL массо­вой долей 0,1 %.

Ста н д а р т н ы й а ц е т а т н ы й раствор (рН 4.62) го­товят путем смешивания равных объемов раствора уксусной кис- доты молярной концентрацией 0.2 моль/дм-¹ и раствора гидрокси­да натрия молярной концентрацией 0,2 моль/дм³.

Подготовка проб. 3 г жира омыляют спиртовым раствором КОН массовой долей 10 % в присутствии пирогаллола. Неомыляе- мую фракцию экстрагируют диэтиловым эфиром. После отгонки растворителя (в атмосфере инертного газа) полученный остаток неомыляемых веществ растворяют в 5 см³ бензола и подвергают разделению на пластинках с закрепленным слоем силикагеля.

Порядок проведения анализа. Метод количественного определе­ния токоферолов в жировых продуктах основан на выделении неомыляемых веществ и разделении их в тонком слое силикагеля. В качестве углеводородных (подвижных) растворителей рекомен­дуется использовать хлороформ или смесь хлороформ — цикло- гексан в соотновтении 2:1. Способ позволяет не только отделить токоферолы от сопутствующих веществ, но и провести четкое раз­деление изомеров токоферола.

Для хроматографирования используют пластинки, покрытые слоем силикагеля (марки КСК или АСК) с 15 % гипса и акти­вированные при 110 °С в течение 2 ч. В качестве подвижного растворителя используют хлороформ. Хроматограмма развивается в темноте (обычно за 35—45 мин). Для проявления хроматограм­мы пластинку опрыскивают реактивом Эммери—Энгеля, состоя­щего из равных объемов спиртового раствора а-, а'-дипиридила массовой долей 0,25 % и спиртового раствора FeCl₃ массовой долей 0,1 %. Токоферолы окрашиваются этим реактивом в розо­вый цвет. Положение пятен определяют с помощью стандартного раствора ос-токоферола и по величинам R_f.

Для количественного определения токоферолов пластинку делят на две части, на каждую из которых наносят бензольный раствор неомыляемых веществ соевого масла. После развития хроматограммы и подсушивания пластинки левую половину за­крывают стеклом, а правую опрыскивают реактивом Эммери — Энгеля. С левой части пластинки на высоте окрашенных пятен токоферолов соскребают слой силикагеля, из которого разде­ленные вещества элюируют с помощью этанола, сорбент удаля­ют центрифугированием.

384

Массовую долю токоферолов is пробе жира (^с-г) определяют по калибровочио.м\ графику и пересчитывают на (/-токоферол по формуле

X={SA)/\Vm), (4.39)

где 5 —объем бензольного раствора неомыляемых веществ. с.\Г: Л - содержание токоферолов, найденное по калибровочному графику, мг/см-¹: Г—объем нане­сенного на пластинку бензольного раствора неомыляемых веществ, см¹; /// — на­веска жира. г.

Построение калибровочного графика. Количественные опреде­ления отдельных изомерных форм токоферолов проводят колори­метрическим методом по калибровочной кривой, составленной по синтетическому ацетату а-токоферола, который омыляют и выде­ляют описанным выше способом. Остаток растворяют в этаноле для получения раствора, содержащего 1 г/дм³ а-токоферола, из которого затем путем соответствующих разведений готовят раст­воры с содержанием а-токоферола от 0,005 до 0,05 г/дм³ для про­ведения колориметрической реакции. К 4 см³ элюата добавляют 0,5 см³ спиртового раствора массовой долей а-, а'-дипиридила 0,25 % и 0,5 см³ спиртового раствора FeCl₃ массовой долей 0,1 %. Через 5 мин измеряют оптическую плотность окрашенного раст­вора при длине волны 520 нм против контрольного раствора, со­стоящего из 4 см³ этанола, 0,5 см³ раствора а-, а'-дипиридила и 0,5 см³ раствора FeCl₃.

Результаты определений сводят в таблицу рекомендуемой формы:

Массовая доля витаминных примесей, %	Жир
	говяжий	свиной	бараний

Каротиноиды (в пересчете на (3-каротин) Токоферолы (в пересчете на а-токоферол)

После оформления таблицы самостоятельно формулируют заключение о сравнительной биологической ценности различ­ных видов животных жиров по содержанию в них витаминных примесей.

Лабораторная работа № 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВЕЖЕСТИ МЯСА И МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ

Цель работы. Освоить методы определения свежести мяса и мясных продуктов.

Задачи. Провести отбор проб мяса и субпродуктов; оценить мясо и субпродукты различных видов скота, птицы и кроликов

385

органолептическим способом; определить свежесть мяса и мяс­ных продуктов на основе физико-химического и микроструктур­ного анализов.

Объекты исследования. Мясо в тушах, полутушах, четверти- пах. а также отдельные отруба иди мякотные ткани мяса раз­личных видов.

Методические указания. В работе приведены традиционные и экспресс-методы определения свежести мяса и мясных про­дуктов, которые могут применяться независимо или в сово­купности.

Органолептические методы предусматривают определение внеш­него вида и цвета, консистенции, запаха, состояния жира и сухо­жилий, прозрачности и аромата бульона. При этом каждый обра­зец анализируют отдельно.

Окраска мяса обусловлена в основном наличием пигмента мышечной ткани — миоглобина. Красная окраска поверхности свежего мяса на глубину до 4 см образуется за счет оксимиогло- бина (МЬО,). Более глубокие слои мяса окрашены в пурпурно- красный цвет.

При длительном хранении на воздухе или сильном бак­териальном обсеменении потемнение тканей возможно вслед­ствие образования метмиоглобина (MetC0₂). Обесцвечивание или специфическое изменение окраски (зел~еный, желтый, ро­зовый или серый пигменты) образуются как за счет химических превращений миоглобина, так и под действием микробиальных процессов.

Консистенция мяса тесно связана с состоянием белков актина и миозина — основных компонентов миофибрилл, которые явля­ются рабочими органами движения мышц.

Метод определения продуктов первичного распада белков в бульоне основан на осаждении белков нагреванием, образовании в фильтрате комплексов сульфата меди с продуктами первичного распада белков, выпадающих в осадок.

Физико-химическая оценка свежести мяса основана на опреде­лении нескольких показателей.

Метод количественного определения летучих жирных кислот основан на выделении их из мяса после хранения и определе­нии их массовой доли титрованием дистиллята гидроксидом ка­лия (натрия).

Накопление в мясе аминокислот и аммиака — наиболее ха­рактерный и постоянный признак его порчи. Для определе­ния амино-аммиачного азота мясную вытяжку предваритель­но освобождают от белков и титруют в два приема: по перво­му смешанному индикатору (равная смесь спиртовых растворов нейтральрота и метиленового голубого массовой долей 0,1 %)

386

до рН 7.0 для нейтрализации кислых продуктов, а затем пос­ле добавления нейтрального формалина по второму смешанно­му индикатору (1 часть раствора тимолблау массовой долей 0.1 % и'з части раствора фенолфталеина массовой долей 1 % в раство­ре спирта объемной долей 50%) до рН 9.0 для определения аммиачного и аминного азота.

В аминокислотах оба водорода аминной группы замещаются углеводородным радикалом, в результате чего щелочная функция аминокислоты теряется при сохранении кислой:

СН, - CHNH - СООН + НСОН СН,- СН, - N =

= сн-соон + н₂о.

При взаимодействии формалина с солями аммония выделяется эквивалентное количество свободной кислоты.

4NH₄C1 + 6НСОН = (CH₂ )₆N₄ + 4НС1 + 6Н₂0.

В свежем мясе содержание амино-аммиачного азота не превы­шает 80 мг%, в мясе подозрительной свежести составляет от 81 до 130 мг% и в несвежем — более 130 мг%.

Наиболее распространены модификации метода определения амино-аммиачного азота по А. М. Софронову и по Г. В. Коло- ботскому.

В начальных стадиях порчи мяса соотношение между окисны- ми и закисными соединениями резко меняется, величина потен­циала платинового электрода снижается в соответствии с накоп­лением окисляющихся веществ. Окислительно-восстановитель­ный потенциал — также один из объективных показателей свеже­сти субпродуктов.

По величине окислительно-восстановительного потенциала вы­тяжек можно отличить мясо здоровых животных от мяса живот­ных, убитых в патологическом состоянии.

Окислительно-восстановительный потенциал вытяжек из мяса крупного рогатого скота колеблется в следующих пределах: со­зревшее годное мясо — от 380 до 421 мВ, несвежее — от — 204 до — 303 мВ. Мясо, вытяжки из которого имеют окислительно-вос- становительный потенциал ниже нуля по отношению к нор­мальному водородному электроду, находится в той или иной ста­дии порчи. Окислительно-восстановительный потенциал свежего говяжьего мяса здоровых животных равен 363—391 мВ, свиного — 320—350 мВ, в мясе больных животных окислительно-восстанови­тельный потенциал снижается до 120—200 мВ.

Безусловные преимущества имеет метод определения свежести мяса по микроструктурным показателям.

387

1. ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Материалы, реактивы и оборудование. Нож; стакан; мерный ци­линдр вместимостью 25 см¹ и с диаметром дна 20 мм: вата: про бирки; раствор сульфата меди массовой долей 5 ^сс.

Подготовка проб. От каждой исследуемой мясной туши или ее части отбирают три пробы массой не менее 200 г: у зареза, про­тив 4—5-го шейных позвонков, из мыши в области лопатки, в области бедра из толстых частей мышц. От замороженных или охлажденных блоков мяса и субпродуктов или от отдельных бло­ков сомнительной свежести также отбирают пробы целым кус­ком массой не менее 200 г.

Для получения однородной пробы каждый образец отделя­ют от кости и отдельно пропускают через мясорубку с диамет­ром отверстий решетки 2 мм. Полученный фарш тщательно пе­ремешивают.

Для определения прозрачности и аромата бульона 20 г полу­ченного фарша взвешивают на лабораторных весах с погрешнос тью не более 0,2 г и помещают в коническую колбу вместимостью 100 см³, добавляют 60 см³ дистиллированной воды, тщательно пе­ремешивают, закрывают часовым стеклом и помешают на водя­ную баню при температуре кипения.

Порядок проведения анализа. Мясо осматривают при естествен­ном освещении. При осмотре отмечают состояние и цвет поверхно­сти мяса, цвет жира. Регистрируют наличие или отсутствие корочки подсыхания, обращают внимание на наличие сгустков крови, за­грязненности, плесени и личинок мух. Для установления внешнего вида и цвета мышечной ткани в глубинных слоях рекомендуется сделать надрез мяса ножом и определить цвет и внешний вид по­верхности свежего разреза. Наличие липкости устанавливают ощу­пыванием. Увлажненность поверхности мяса на разрезе определя­ют путем прикладывания к разрезу полоски фильтровальной бума­ги. Если мясо свежее, то на бумаге не останется пятна, при порче мяса бумага становится влажной или липкой.

Консистенцию мяса определяют путем легкого надавливания пальцем на свежий срез. При этом фиксируют наличие и скорость восстановления поверхности. Результаты фиксируют.

При определении запаха вначале анализируют поверхностный слой исследуемых проб, а затем свежий разрез мяса. При осмотре туши или ее частей особое внимание обращают на запах слоев мышечной ткани, прилегающей к кости. Данные фиксируют.

Состояние жира оценивают в туше в момент отбора образцов. Цвет, запах и консистенцию жира устанавливают в соответствии с рекомендациями лабораторной работы № 4 настоящей главы.

Состояние сухожилий определяют в туше в момент отбора об­разцов. Ощупыванием сухожилий устанавливают их упругость, плотность и состояние суставных поверхностей. У свежих туш су­

388

хожилия упругие, плотные. пог>срхность суставов гладкая одесчя- шая. У размороженного мяса сухожилия мягкие, рыхлые, окраше­ны в ярко-красный цвет. В сiалии сомнительной свежести сухо­жилия менее плотные, имеют матово-белып пвет. Суставные по­верхности слегка покрьпы слизью. В несвежем состоянии сухо­жилия размягчены, сероватою цвета, а суставные поверхности покрыты слизью.

Запах мясного бульона определяют в процессе нагревания до 80—85 °С в момент появления паров, выходящих из приоткры­той колбы.

Прозрачность бульона определяют визуально. Для этого берут 20 см³ бульона, наливают в мерный цилиндр диаметром 20 мм и вместимостью 25 см³ и рассматривают.

По результатам анализа и в соответствии с данными табл. 4.6 делают заключение о свежести мяса или субпродуктов.

Заключение о степени свежести мяса птипы и кроликов делают по результатам органолептической опенки и в соответствии сдан­ными табл. 4.7 и 4.8.

При определении продуктов первичного распада белков приго­товленный горячий бульон фильтруют через плотный слой ваты толщиной не менее 0,5 см в пробирку, помещенную в стакан с хо­лодной водой. В пробирку наливают 2 см³ фильтрата и 3 капли (0,3 см³) раствора сульфата меди массовой долей 5%. Пробирку встряхивают 2—3 раза и ставят в штатив. Через 5 мин отмечают результат анализа.

Результаты наблюдений сравнивают с данными табл. 4.6—4.8 и заносят в таблицу рекомендуемой формы:

Образец

Внешний вид и цвет

Консистен­ция

Запах

Состояние	Состояние
жира	сухожилии

Прозрачность и аромат бульона

На основании сравнения опытной органолептической оценки каждого образца с показателями свежего мяса студенты фиксиру­ют отклонения (если такие имеются); сравнивая полученные ре­зультаты. самостоятельно делают выводы о качестве бульона.

2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Материалы, реактивы и оборудование. Стаканы, пробирки, во­ронки стеклянные; градуированные пипетки; бумага фильтроваль­ная или фильтры бумажные; формалин; тимоловый синий массо­вой долей 0,1 %; фенолфталеин массовой долей 1 %; прибор для от­гонки летучих веществ; микробюретки и капельницы; цилиндры мерные вместимостью до 250 см³; раствор серной кислоты массовой долей 2 %; растворы гидроксида калия или гидроксида натрия мо­лярной концентрацией 0,1 моль/дм³; гидроксид бария; спиртовой раствор фенолфталеина массовой долей 1 %; сифон.

389

2.1. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕТУЧИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ

Подготовка проб. Для получения однородной средней пробы образцов мяса каждый образец отдельно трижды пропускаю! через мясорубку с диаметром отверстий решетки 2 мм. Фарш тщательно перемешиваю! и из нею берут навески. Допускается измельчение пробы в ступке изогнутыми ножницами до состо­яния фарша.

Порядок проведения анализа. Для анализа используют прибор для отгонки летучих веществ с помощью водяного пара (рис. 4.17). Навеску мясного фарша массой (25 ± 0,01) г помещаю! в кругло- донную колбу 3. Туда же приливают 150 см³ раствора серной кис­лоты массовой долей 2 %. Содержимое колбы перемешивают и колбу закрывают пробкой 2. Под холодильник 4 подставляют ко­ническую колбу 5 вместимостью 250 см³, на которой отмечают объем 200 см³. Дистиллированную воду в плоскодонной колбе / доводят до кипения и паром отгоняют летучие жирные кислоты до тех пор, пока в колбе 5 не соберется 200 см³ дистиллята. Во время отгона колбу 3 с навеской подогревают. Весь объем дистиллята титруют в колбе 5раствором гидроксида калия (натрия) молярной концентрацией 0,1 моль/дм³ с индикатором (фенолфталеином) до появления неисчезающей малиновой окраски.

Параллельно при тех же условиях проводят контрольный опыт для определения расхода щелочи, пошедшей на титрование дис­тиллята с реактивом без мяса.

Рис. 4.17. Прибор для отгонки летучих веществ из мяса с помощью водяного пара

390

Содержание летучих жирных кислот (\и КОН на 100 i мяса) вычисляют по формуле

Л - |( Y- У_п)К- 5.61 ■ 100| ///;. (4.40)

где }'—объем раствора шдрокеида калия (натрия) молярной концентрацией 0,1 моль/дм \ израсходованного на титрование 200 см' дистиллята нз мяса. с.\Г; >'₀ — объем раствора шдрокеида калия (натрия) молярной концентрацией 0.1 моль/дм-', израсходованного на титрование 200см¹ дистиллята контроля, см': А^-—поправка к титру раствора гидроксида калия (натрия) молярной концентра­цией 0,1 моль/дм-'; 5.61 — масса гидроксида калия, содержащаяся в 1 см^; раствора молярной концентрацией 0.1 моль/дм\ мг: /// — масса навески пробы, г.

За результат исследования принимают среднее арифметическое двух параллельных определений. Вычисления проводят с точнос­тью не более 0,01 мг КОН.

В свежем мясе содержится летучих жирных кислот до 4 мг КОН, в мясе сомнительной свежести — от 4,1 до 9 мг КОН, в не­свежем мясе —- свыше 9 мг.

В свежем мясе тушек нежирной птицы содержится летучих жирных кислот до 4,5 мг КОН, в мясе сомнительной свежести — от 4,51 до 9 мг КОН, а в несвежем мясе — свыше 9 мг КОН.

Мясо кролика считают свежим, если в охлажденном мясе со­держится летучих жирных кислот до 2,25 мг КОН, в заморожен­ном—до 4,50 мг КОН. Мясо считают сомнительной свежести, если в охлажденном мясе содержится летучих жирных кислот 2,25—9,00 мг КОН, в замороженном — 4,50—13,50 мг КОН; в не­свежем — соответственно более 9,00 и 13,50 мг КОН.

2.2. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМИНО-АММИАЧНОГО АЗОТА (ПО Г. В. КОЛОБОТСКОМУ)

Подготовка проб. Для приготовления вытяжки в колбу помеща­ют 25 г мясного фарша и 100 см³ дистиллированной воды. Смесь взбалтывают в течение 3 мин, затем отстаивают и вновь взбалты­вают 2 мин. Экстракт фильтруют через 3—4 слоя марли.

Порядок проведения анализа. В мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают 40 см³ фильтрата экстракта, для осаждения бел­ков последовательно добавляют раствор алюминиевых квасцов массовой долей 10 % и насыщенный раствор гидроксида бария об­щим объемом, примерно равным или немного большим объема мясной вытяжки.

Предварительно устанавливают объем гидроксида бария, необхо­димый для нейтрализации определенного объема раствора алюмини­евых квасцов массовой долей 10 %. 10 см³ этого раствора титруют на­сыщенным раствором гидроксида бария по фенолфталеину и рас­считывают объем реактивов, необходимых для осаждения белков.

391

Объем 15 колбе доводят дистиллированной водой до метки и жидкости дают отстояться в течение К) мин.

Во вторую колбу вместимостью 100 см³ (контроль) помешают те же объемы растворов алюминиевых квасцов и гидроксида бария, что и для осаждения белков, объем в колбе доводят дистиллирован­ной водой до метки и также дают отстояться в течение 10 мин.

Исследуемую вытяжку после осаждения белков и контрольный раствор фильтруют через бумажный фильтр, после чего в фильтра­тах определяют содержание амино-аммиачного азота.

В коническую колбу помещают 20 см³ вытяжки и добавляют 0,3 см³ первого смешанного индикатора, состоящего из смеси рав­ных объемов спиртовых растворов нейтральрота и метиленового го­лубого массовой долей 0,1 %. Затем смесь титруют раствором гид­роксида натрия молярной концентрацией 0,1 моль/дм³ до нейтраль­ной реакции, т. е. до перехода окраски фильтрата из сине-фиоле­товой в зеленую. В ту же колбу приливают 10 см³ формалина, предварительно оттитрованного до нейтральной реакции по тому же индикатору, и 0,5 см³ второго смешанного индикатора [1 часть раствора тимолового синего массовой долей 0,1 % и 3 части раство­ра фенолфталеина массовой долей 1 % в растворе этанола (50 об. %)]. Содержимое колбы окрашивается в сине-фиолетовый цвет. Фильт­рат вновь титруют раствором гидроксида натрия молярной концен­трацией 0,1 моль/дм³. По мере прибавления щелочи фильтрат приобретает вначале ярко-зеленый цвет, а затем, при последую­щем титровании — сине-фиолетовый. Переход цвета фильтрата от ярко-зеленого до сине-фиолетового следует считать оконча­нием формольного титрования. Параллельно проводят конт­рольный опыт. В колбу помещают 20 см³ контрольного раствора и титруют так же, как и исследуемый раствор.

Содержание амино-аммиачного азота (мг на 100 г мяса) вычис­ляют по формуле

Х= [1,4- 100- 100- 100(Г, - Y₂) ■ 100]/(25 • 40-20) =

= 70(Г,-Г₂), (4.41)

где У,, У, —объемы раствора гидроксида натрия молярной концентрацией 0,1 моль/дм³, пошедшие на титрование исследуемого фильтрата и контрольного раствора, см³.

2.3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМИНО-АММИАЧНОГО АЗОТА (ПО А. М. СОФРОНОВУ)

Подготовка проб. Предварительно готовят вытяжку из мясного фарша согласно рекомендациям п. 2.2 настоящей работы.

Порядок проведения анализа. В колбу помещают 10 см³ про­фильтрованной вытяжки, приготовленной в соотношении мя­

392

со — иола 1 : 4. Прилипают 40 см-¹ дистиллированной воды и три кап­ли спиртовою раствора фенолфталеина массовой долей 1 %. Вытяж­ку нейтрализуют раствором гидроксида натрия молярной концен­трацией 0.1 моль/дм³ до слабо-розовой окраски. Затем в колбу добав­ляют 10 см³ формалина, нейтрализованного по фенолфталеину, и со­держимое колбы титруют раствором гидроксида натрия молярной концентрацией 0.1 моль/дм³ до слабо-розового цвета.

Содержание амино-аммиачного азота рассчитывают по формуле

Х= 1,4 К, (4.42)

где V— объем раствора гидроксида натрия молярной концентрацией 0.1 моль/дм-\ пошедший на второе титрование.

В доброкачественном мясе содержится до 1,26 мг амино-амми- ачного азота на 10 см³ вытяжки (в мясе кроликов —от 0,98 до 1,82 мг), в мясе подозрительной свежести — от 1,27 до 1,68 мг (в мясе кроликов — от 1,90 до 2,5 мг), в несвежем мясе — более 1,68 мг (в мясе кроликов — более 2,5 мг).

2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО

ПОТЕНЦИАЛА

Подготовка проб. Предварительно готовят вытяжку из мясного фарша согласно рекомендациям п. 2.2 настоящей работы.

Порядок проведения анализа. В стакан с исследуемой мясной вы­тяжкой, приготовленной в соотношении 1 : 4, подвешивают 5 сухих платиновых электродов, причем электроды не должны соприка­саться со стеклом. В другой стакан наливают жидкость сравнения — стандартный ацетатный раствор; в нее погружают платиновый электрод и вносят хингидрон. Стандартный ацетатный раствор со­единяют с исследуемой жидкостью агаровым сифоном.

Техника определения окислительно-восстановительного по­тенциала, по существу, не отличается от потенциометрического определения показателя концентрации водородных ионов. Элек­троды присоединяют к потенциометру. В цепь включают допол­нительное сопротивление не менее 50 000 0м. Потенциалы элек­тродов фиксируют через 30—60 мин. Рекомендуется определить величину нескольких электродов (не менее пяти) и вычислить среднеарифметическое.

По экспериментально измеренной разности между потенциа­лом платинового электрода в мясной вытяжке и потенциалом хингидронного электрода в ацетатном растворе (±П) определяют величину окислительно-восстановительного потенциала (мВ):

гН=±П + 436. (4.43)

393

2.5. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ СВЕЖЕСТИ МЯСА

Подготовка проб. Для определения флуоресценции выреза­ют плоские кусочки мяса в соответствии с размерами кюветы флуорископа.

Для анализа водной вытяжки готовят экстракт из мяса в соот­ношении 1 : 4 (25 г мяса и 100 см³ воды). Экстракт освобождают от белков нагреванием и фильтруют через бумажный фильтр.

Порядок проведения анализа. Определение флуоресценции мяса проводят в темной комнате. После нагревания кварцевой лампой в течение 10 мин мясную пластинку помещают под ультрафиолетовые лучи. Угол падения лучевого потока должен быть около 45°. Исследователь, наблюдающий за свечением, должен быть обязательно в защитных очках. Свежее мясо крупного рогатого скота флуоресцирует красно-бархатным цве­том, баранина — темно-коричневым, свинина — светло-коричне­вым, телятина — коричневым, конина — ржаво-коричневым. В ис­порченном мясе на общем грязно-темном фоне наблюдается све­чение в виде желтых точек.

Люминесцентный анализ можно проводить и с водной вытяж­кой из мяса в разведении 1 : 4. Для облучения 5 см³ экстракта по­мещают в кварцевые стаканчики или пробирки из бесцветного стекла. Экстракт свежего мяса флуоресцирует желтоватым цветом, несвежий экстракт в зависимости от степени разложения — от ин­тенсивного сине-зеленого до молочно-голубого (по М.М.Дани­лову и А. А. Кондратенко).

Результаты химической или физико-химической оценки све­жести образцов мяса фиксируют в таблице:

Показатели свежести мяса	Свежее мясо	Значение показателей, установлен­ных экспериментальным путем для образцов
		говядины	свинины	баранины
Содержание летучих жирных кислот, мг КОН Содержание амино-аммиач- ного азота: мг% мг/10см3 вытяжки Окислительно-восстанови­тельный потенциал, мВ	Не более 4 Не более 80 Не более 1,26 3,63-3,91

Сравнивая экспериментальные данные, для каждого образца фиксируют отклонения (если таковые имеются), по результатам исследований формулируют заключение.

394

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВЕЖЕСТИ МЯСА ПО МИКРОСТРУКТУРНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

Материалы, реактивы и оборудование. Мпкроюм заморажи­вающий с металлическим шлангом: набор ножей и принад­лежности для их заточки: диоксид углерода в баллонах: микро­скоп МБИ-3 или другой аналогичной марки: микрометр оку­лярный; объект-микрометр; осветитель (ОИ-7, ОИ-9): спир­товка; ножницы; нож секционный; пинцеты анатомические: иглы препаровальные или зонды зубоврачебные; кристаллиза­торы вместимостью 100 см³; цилиндры мерные вместимостью 100 см³; колбы Эрленмейера вместимостью 100 см³; стекла предметные и покровные: стаканчики стеклянные с крышками размером 40 х 20 х 85 мм вместимостью 35 см³; штатив металли­ческий с отверстиями овальной формы размером 40 х 20 мм; бальзам пихтовый или канадский; квасцовый гематоксилин Эр­лиха; глицерин дистиллированный; кислота карболовая крис­таллическая (фенол); кислота соляная; кислота уксусная ледя­ная; квасцы алюмокалиевые; карбоксилол (орто); масло вазе­линовое медицинское; этанол ректификованный; тушь черная; тимол или камфара; карбонат кальция, бумага фильтровальная; водный раствор (х. ч.) формалина массовой долей 10%; эозин водорастворимый; белок яичный.

Подготовка проб. От исследуемой мясной туши или ее части острым ножом отрезают образец мяса и виде куба размером 30 x 30 x 30 мм. Образец вырезают в направлении, перпендику­лярном поверхности туши, в глубь мышц так, чтобы одна из сторон образца была наружной поверхностью туши или ее час­ти, а другая — поверхностью разруба или распила. Образец вы­резают из мест, наиболее быстро подвергающихся порче, не на­рушая товарного вида туши или ее части: из шейной части, включая зарез; у мест разруба грудной кости — из глубокой грудной мышцы на уровне четвертого-пятого ребра; из мест разруба лонного сращения; из других мест туши или ее частей, сомнительных по свежести.

Порядок проведения анализа. Из каждого образца вырезают ку­сочек мяса размером 30х15х х 4 мм таким образом, чтобы в него вошли поверхность разру­ба или распила, наружная по­верхность туши и все лежа­щие ниже нее ткани на глуби­ну до 30 мм. Мышечные во­локна в вырезанном кусочке мяса должны быть расположе­ны параллельно плоскости раз­реза (рис. 4.18).

Наружная поверхность

Поверхность разруба

Рис. 4.18. Образец мяса для приготов­ления гистологических препаратов

395

Вырезанные из всех образной кусочки мяса подвергают быс троп фиксации водным раствором нейтрального формалина массовой долей 10 ^сс. Для этого кусочки мяса с предварительно прикрепленной пергаментной этикеткой и номером образца помещают в небольшую колбу пли широкую пробирку, залива­ют 4—5 объемами формалина и подогревают на пламени горел­ки, не доводя до кипения. При появлении пузырьков воздуха подогрев прекращают, содержимое осторожно встряхивают и снова подогревают до появления пузырьков воздуха. Так повто­ряют три-четыре раза.

После фиксации формалин выливают, в колбочку встав­ляют стеклянную воронку, а кусочки мяса промывают холод­ной проточной водой в течение 2 мин. Промытые кусочки мяса режут на замораживающем микротоме в плоскости, па­раллельной продольной оси волокон, получая срезы толщи­ной 15—ЗОмкм.

С микротомного ножа с помощью кисточки срезы перено­сят в небольшой кристаллизатор с водопроводной водой на несколько секунд для распрямления. Под неповрежденный срез быстро подводят предметное стекло для наклеивания, об­работанное яичным белком с глицерином (2:1), и извлекают срез из воды, удерживая его на середине стекла препаровальной иглой. Затем срез накрывают сухой фильтровальной бумагой (3—4 слоя) и, прижимая бумагу ребром ладони, наклеивают его на предметное стекло.

Наклеенные таким образом срезы окрашивают квасцовым гематоксилином Эрлиха в течение 3—4 мин и промывают в воде в течение 2 мин. Для удаления избытка гематоксилина срезы помещают в раствор соляной кислоты массовой долей 1 % (до появления розового цвета), затем в аммиачную воду с целью нейтрализации соляной кислоты (до посинения сре­зов) с последующей промывкой их в воде в течение 2 мин. Затем срезы окрашивают водным раствором эозина массовой долей 1 % в течение 1 мин с последующим ополаскиванием в воде. Далее срезы обезвоживают двумя порциями этанола, последовательно погружая их в каждую порцию на 1 мин. Осветляют срезы в карбоксилоле и отмывают в ксилоле, вы­держивая в каждом растворе по 1 мин. Подготовленные таким образом срезы заключают в пихтовый или канадский бальзам под покровное стекло.

Проводят исследование гистопрепаратов. Для этого подго­товленные и окрашенные срезы рассматривают под микроско­пом сначала при малом увеличении объектива (х 10), затем при среднем (х40) и в отдельных случаях под иммерсией (х90). По­лученные результаты сравнивают с данными, приведенными в табл. 4.14.

396

-d-

с: ю

f-

s

H

о g

4> CO

и

2

0)

<u

4>

и о

s &

« и

u

о &

s

Б

«

о. я X

CJ —

Н f-

— <->

— ID

5 *

С о

S ^с

с о

Сч

* = о —

5 -

О R

О о

о ~

S I

'-> Ь

о S

са U

и

>> н и

52

		о
О Ч	X CJ	н CJ
(— О	в о	ч о
га	X	г-;
X	X	У
о	у	га
	н	и
	CJ	™
н	га
о
с— о н	X 3	н о о
О	X	X

h-

ПЧ

о X

о

х

X

о

& £

к S

га t>

5

э

с.

гл сЗ С.

■г- О

* = S

са о о О

с . ^

о

с _

о *

£ в н

о

- 5 5

с ? ^s

L_ X t-

О X

'X

о

о X t- о

г-

х

>,

Со

о

В

я

2 и 2 х

с
с
р
6	а
с	S Cs
д	с
г-;	'О
О	га
В	с.
X
3	х
X	X
	к
о	о
д	ь
	и
3	о
	о
га
Ь.	X
Ч	о
с;
	1 о
	э
	в
	S
X	в
4

X

о

с.

о

ь и га с.

U х га х С.Ю

о

Й о

<u х

с. _а

^ £ П. 2

J- S2 3

us

f- CJ

о X x с.

<u а о х

н о

2 S го

О «=*

га с.

3 а

о у

н

о

га

с.

^

н у

>. го

С. X

н о

U *

'-J

о

о С

5 Г"' ^

о В с, О X ^

О й =

С. о

£ э

Г) X га >. схю

О

о

ю

е.,

X •

о

ё 8 Ю К

и

с

О я

a ^&

3 О

х га

с: ь-

-а

н

U

о

X

о

X

о X о X 5

О f>

* S

о с; о

с.

О " ' ~ X

S х

2 , •a -s

х в

5 о

ь ^

CJ >,

О X

а х ю

3 и

X ГО е- С.

CJ

Ь О

о

X

X

с.

и в

X

Г. °

га _ X

- о К

Я ^§ S в

о X о

^

X & о J г а

*

га с.

о

				t	X
о X		о		о	о у;	о
5	X	X X к о	в с. н	э 3 S	о о и	X к о
о с. о ^	га X 3 о	н о о и	& н о	& <и g	X 3 X	н u о и

с.

и

с о

		В
г В	1 с.	^	о к
г-;	о	X
О		н	X
Ч	и	CJ	3
О		о	X
Сч		X
X	о	X 0J	6 а

X

о о

397

— — '-J

н н

х ^г~>

г а

о §

о ZJ
	2
й	—
о	X
§	•и X
о	cz
с	—
и	*
I
о"	О
о	X
^	о
о	н
о
К
о
и

и

у

о С

х '->

X

X

—

г-;

о

ZZ

с

—

—

1—'

—

г-.

f—

!

р-

'J

5

Е

_

CJ

с

о

о

Р.

X

—-

Со

"С"

г* ^

■j

О з

о

1С

■J

р1	1
CJ	о
С
i—i и	lO	У
	н
л-.	^	С.
—		у
		о
CJ	X
5	X	2
	^
г	с.	X
н о	X	t—t
		"vT*

а О

О

с. о X

X С-

о

о

X

о

н

U

X VD С и О С

О

Л с

^ х х 3 х

с. - 11

о

а

Со

С.

н и с

с с

£ =

0 —

§:х 1

Ё ? §

1 О tn ff ~ —

У

с

з

с. ^

о

-с н

5 о тг 3

а: -

_ X о г:

	т-	О
	5	X
с	о	X
	о	с.
	U	о
X
с^	-X	О
0J CS	о гг	с
о	^
X	3	X
го	с^	го
—	са	X ь

cs 5 ^

с. -¹-

Г) S

к Ч

CL О

_ О

— о

н __

о с

х с;

х ><

с. 3

" d. аз

О г:

го ю

X я х н

о

X J

t- CJ f-

О

X- f- d ° 5 к

о f- 5

о с.

ь о cs

с	X	гл	с у	5
X J3	й	X		X
[г;	и	х.	^	rj
о	О	X	о	^
Н	X	с.	у	са

С Я с. 2 ^ п X Ю

о

-- о

го В ^

§■= i

— ~

а £ §

и X

н о с

X

с.

о

о у

U J2

ь го

о

ь

CS

о у

^ ч £

и л S

о х

О U CS ^

о

X

X - X

о
^	■-j
О	X
г-;
rt	—
^
X	Е
t f;	X
•V	го
ГО
>»	н
"х™	о
■ 1	г■
м	X
	о
	го

о с

о

о

о с;

о с.

л X

J о с.

о 3

с; х

•£• х

О X С. ей

^ с- F; х

L- О -¹-

го <и S X С. X

ГО

с.

ь

U

о с.

'-> X у

о у

Н. ^:2

у о

го о С- К

о

Ё ³

X (_

о к

5 =2

О О

г-; X

IT) Го

a d

•Я Г1

« W

о о о

к

о

о

о *

о

о о X

=f о

CL

о

CS

са ^

<и о с.

3 *

<и

х S- _

rt го -j-

г- п о

^с ГО 5

а х

К X

X

о

**■

m О ~

X ^С О

и 3 2

са ^ х

.. с. н

к ь '->

х о с.

_ с. х

д. х

го х =

— S

⁵ s ^

S X

С. 2 X

<D X

С ^ s

398

Результаты микроструктурных исследований свежести образцов мяса и субпродуктов студенты сравнивают с данными табл. 4.14, фиксируют отклонения (если таковые имеются) от характеристик свежего мяса и формулируют заключение по работе.

Данные заносят в таблицу:

ГОВЯДИНы	свинины	баранины

Натичис и состояние корочки подсыхания

Состояние структуры ядер мышечных во­локон

Состояние поперечной и продольной нс- черченности мышечных волокон

Способность ядер и мышечных волокон к окрашиванию

Наличие микрофлоры и границы ее рас­пространения

Лабораторная работа № 7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ КУЛИНАРНОЙ ГОТОВНОСТИ МЯСА И МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ

Цель работы. Освоить методы определения степени кулинар­ной готовности мяса и мясных продуктов.

Задачи. Определить кулинарную готовность мясных продуктов арбитражным методом. Дать оценку кулинарной готовности варе­ных мясных продуктов или колбасных изделий.

Объекты исследования. Вареное мясо, мясные продукты, кол­басные изделия.

Материалы, реактивы и оборудование. Весы лабораторные с наи­большим пределом взвешивания 200 г; потенциометр; фотоэлект- ролориметр или спектрофотометр; ультратермостат или водяная баня, обеспечивающие регулирование температуры от 30 до 99 °С; воронки; колбы мерные вместимостью 500 и 1000 см³; пипетки, колбы, пробирки; палочки стеклянные; бумага фильтровальная лабораторная; груша резиновая; кислота лимонная; цитрат натрия 5-водный; свежеприготовленный раствор динатриевой соли фенил- фосфорной кислоты концентрацией 2 г/дм³; растворы трихлорук- сусной кислоты концентрацией 50 и 200 г/дм³; раствор гидроксида натрия молярной концентрацией 0,5 моль/дм³; вода дистиллиро­ванная; фенол; толуол; вольфрамат натрия 2-водный; молибдат натрия; сульфат лития 1-водный; кислота ортофосфорная плотнос­тью 1,72 г/см³; кислота соляная плотностью 1,19 г/см³; бром.

399

Приготовление реактивов. Ц и г р а т ный 6 у ф е р (рН 6.5): 1 1.88 г нитрата натрия и 0.588 г лимонной кислоты растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1 дм³, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают, за­тем добавляют 1 см-¹ толуола. Раствор хранят is холодильнике при (4 ± 1 ГС не более 1 2 сут.

С г а н д а р т н ы Й1 р а с т в о р ф с н о л а: взвешивают 2 i фенола (с точностью до третьего десятичного знака), растворяю! is воде в мерной колбе вместимостью 1 дм³, доводят объем дис­тиллированной! водой до метки и перемешивают. Отбирают пи­петкой с помощью резиновой груши 5 см³ раствора в колбу вмес­тимостью 500 см³. добавляют около 300 см³ дистиллированно!! воды, вносят 25 г кристаллической трихлоруксусной кислоты. После растворения содержимое колбы доводят до метки дистил­лированной водой и перемешивают. Полученный раствор содер­жит 20 мкг фенола в 1 см³.

Реактив Ф о л и н а: см. главу 3. лабораторную работу № 2.

Методические указания. Принятые режимы тепловой обработ­ки вареных колбас и мясных продуктов предусматривают инак­тивацию тканевых ферментов. В случае разногласий в оценке ку­линарной готовности вареных продуктов прибегают к использо­ванию методов, позволяющих определить остаточную актив­ность ферментов.

Арбитражный метод основан на фотометрическом определе­нии в продукте интенсивности развивающейся окраски, завися­щей от остаточной активности кислой фосфатазы, выраженной массовой долей фенола.

Подготовка проб. Образцы продуктов из свинины освобождают от жировой ткани и шкурки, пробы вареных колбас, сосисок и сарделек — от оболочки и шпика. Пробы дважды измельчают на мясорубке, тщательно перемешивают, помещают в стеклянную или пластмассовую банку с крышкой и хранят при температуре (4 ± 2) °С до окончания анализа.

Порядок проведения анализа. От каждой пробы отбирают две навески по 1 г, взвешенные с точностью до 0,001 г, переносят в две пробирки, одна из которых является опытной, а вторая —• контрольной.

В пробирки вносят по 10 см³ цитратного буфера рН 6,5, тщательно перемешивают стеклянной палочкой и настаивают в течение 20 мин при комнатной температуре, периодически перемешивая.

В контрольную пробирку добавляют 5 см³ раствора трихлоруксус­ной кислоты концентрацией 200 г/дм³, перемешивают и добавляют 5 см³ раствора динатриевой соли фенилфосфорной кислоты концен­трацией 2 г/дм³, выдерживают в течение 10 мин и фильтруют.

В опытную пробирку вносят 5 см³ раствора динатриевой соли фенилфосфорной кислоты концентрацией 2 г/дм³. Пробирку по­

400

мешают в ультратермостат при температуре (39 ± 1) С на 1 ч. за­тем добавляют 5 см-¹ раствора трпхлоруксусной кислоты концен­трацией 200 I /'лм-\ выдерживают 10.мин и фильтруют.

Для проведения цветной реакции из контрольной и опытной проб отбирают по 2.5 см-¹ безбелкового фильтрата. В каждую про­бирку добавляют 5 см-¹ раствора гидроксида натрия молярной кон­центрацией 0,5 моль/дм³, перемешивают, выдерживают 10 мин. до­бавляют 1,5 см³ реактива Фолина, разбавленного дистиллирован­ной водой в соотношении 1 : 2, смесь вновь перемешивают.

Через 30 мин измеряют оптическую плотность растворов по от­ношению к раствору трпхлоруксусной кислоты на фотоэлектроко- лориметре при X — 600 нм в кювете с расстоянием между рабочими гранями 10 мм или на спектрофотометре при той же длине волны в кювете аналогичного размера.

Содержание фенола определяют по калибровочному графику.

Построение калибровочного графика. В пробирки вносят сле­дующие объемы стандартного раствора фенола: 0: 0,25; 0,5; 1,0: 1,5; 2,0 см³, что соответствует массе фенола: 0: 5; 10; 20; 30: 40 мкг. Объем в каждой пробирке доводят до 2,5 см³, добавляя соответствующий объем раствора трпхлоруксусной кислоты концентрацией 50 г/дм³ (2,5; 2,25; 2,0; 1,5; 1,0; 0,5 см³) и пере­мешивая. В каждую пробирку вливают 5 см³ раствора гидрокси­да натрия молярной концентрацией 0,5 моль/дм³, перемешива­ют, выдерживают 10 мин и добавляют 1,5 см³ реактива Фолина, разбавленного дистиллированной водой в соотношении 1 : 2.. Смесь вновь перемешивают.

Через 30 мин измеряют оптическую плотность растворов по от­ношению к раствору трихлоруксусной кислоты на фотоэлектроко- лориметре при л = 600 нм в кювете с расстоянием между рабочими гранями 10 мм иди на спектрофотометре при той же длине волны в кювете аналогичного размера.

По полученным средним данным трех стандартных раст­воров на миллиметровой бумаге размером 20 х 20 см строят калибровочный графи к,^ откладывая на оси абсцисс содержа­ние фенола (мкг в 1 см³ окрашенного раствора), а на оси ор­динат — значение соответствую­щей оптической плотности D. Ка­либровочный график должен про­ходить через начало координат. Пример калибровочного графика приведен на рис. 4.19.

Рис. 4.19. Калибровочный график для опре­деления массовой доли фенола с помощью фотоэлектроколориметра

401

Массовую долю фенола {%) вычисляют по формуле

(т_} -nij) ■ 20_100 т- 2.5- 10'

(4.4-

где и пи- масса фенола соответственно в ипитнои и кон [рольноп пробпр ка.\. найденная по калибровочном)' графику, мкг: 20 — разведение. с\Г: ///--- масс, анали зпр\емой пробы, г: 2.5 — объем (фильтрата, обобранный для цветной реак­ции. с.\Г; 10⁽'— коэффициент пересчета is i рам.мы.

Вычисления проводят до четвертого десятичного знака.

Результаты экспериментальных работ по анализу эффективно­сти тепловой обработки вареных мясных продуктов рекомендует ся оформить в виде таблицы:

Образец

Массовая доля фенола, % фактическая по нормативной документации

Полученные данные студенты сравнивают с нормативными по­казателями для каждого вида продукции, самостоятельно делают выводы и формулируют заключение.

Контрольные вопросы и задания

1. Какова сущность формулы сбалансированного питания'?

2. Какова структура пищевой ценности продуктов?

3. Что понимается под определением «энергетическая ценность продук­тов питания»?

4. Каковы основные критерии оценки биологической ценности пищевых продуктов?

5. Какие способы и методы определения биологической ценности вы знаете'.' В чем их сущность?

6. Что понимают в современной интерпретации под определением «качество продуктов питания»?

7. Охарактеризуйте систему показателей качества продуктов. Какие из них наиболее важны и почему?

8. Приведите пример математической модели оценки качества мясных продуктов.

9. Что относится к органолептическим показателям качества и каковы подхо­ды к их оценке?

10. По каким параметрам оценивается консистенция продуктов?

11. Какова сущность органолептической и сенсорной оценки качества пище­вых продуктов?

12. В чем сущность микроструктурного метода анализа свежести мяса и мяс­ных продуктов?

13. Как определить свежесть мяса методом органолептической оценки⁹

14. Какие факторы влияют на качество мяса и мясных продуктов?

15. Какие документы оформляют при органолептической оценке качества продуктов?

402

16. В чем ечшносн. оиологических моемо!. определении ucuiukmm ишценыч продуктов?

17. Перечислите критерии биологической цепносш продуктов с приведением расчетных формул.

18. По каким показателям оцениваю! качество пищевых жиров'.' Как можно практически их определить'.'

19. Каков механизм окислительной порчи жиров п какими мсюламп можно определить продукты окисления жира'.'

20. В чем суп» гидролитической порчи жиров? Какие продукты обраччются в результате этой реакции и как их можно определить?

21. Каковы критерии оценки биологической ценност жиров?

22. Какие методы применяют при оценке свежести .мяса и мясных продуктов? Каковы преимущества и недостатки этих методов?

23. Что такое кулинарная готовность продуктов? Каковы принципы ее оп­ределения?

24. Представьте общую схему анализа качества пищевых продуктов.