Частина ІІ. Забій і первинна переробêа хóдоби, птиці, êролів…

кількості білка в системі;

рН середовища, при рН близько 5,4 зв’язування води мініма- льне. На практиці зміщення рН у нейтральний бік здійснюється введенням у фарш лужних фосфатів;

ступеня взаємодії білків одного з одним, у процесі посмертно- го задубіння в результаті утворення актоміозинового комплексу, що супроводжується блокуванням полярних груп, вологозв’язу- вальна і емульгуюча здатність різко знижується;

наявності нейтральних солей, а саме кухонної солі, наявність якої підвищує розчинність актину і міозину, перешкоджає їх ком- плексуванню і, отже, збільшує водозв’язування;

температури середовища; підвищення температури середо- вища понад 42 – 45 °С призводить до денатурації білків, їх агрегу- вання і зменшення кількості гідрофільних груп;

ступеня подрібнення м’язової тканини; збільшення ступеня гомогенізації забезпечує руйнування м’язових волокон, вихід з них білків і таким чином збільшує можливість контакту з водою.

4.6. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ М’ЯСА

Теплофізичні властивості м’яса (теплопровідність, теплоємність і температуропровідність) визначають характер і швидкість пере- бігу теплових процесів, які застосовують для отримання продуктів з новими якісними показниками. Більшість м’ясопродуктів за нор- мальних умов класифікують як колоїдні капілярно-пористі тіла.

Складна будова, наявність фазових переходів, а також біологіч- ний характер походження роблять визначення теплофізичних і масо-вологообмінних характеристик дуже складним і здебільшого досить наближеним процесом.

Теплопровідність м’яса залежить не тільки від його стану, а й від напрямку теплопотоку відносно поздовжньої осі м’язових воло- кон: теплопровідність м’язової тканини в напрямку, паралельно- му волокнам, становить близько 0,88 теплопровідності у напрям- ку, перпендикулярному до волокон. Коефіцієнт теплопровідності м’язової тканини пісної яловичини дорівнює 0,5 Вт/(м К), свинини напівжирної — 0,33, курятини — 0,41 Вт/(м К).

Ж. Фурьє встановив закон теплопровідності й поклав в основу лінійний зв’язок між тепловим потоком і температурним градієн- том:

g = −λ θ,

де gr — тепловий потік, Вт; λ — коефіцієнт теплопровідності,

Вт/(м К); θ — градієнт температур, К/м.

Теплоінерційні властивості продукту характеризуються коефі- цієнтом температуропровідності, м2/с:

82

Розділ 4. Морфолоãічний і хімічний сêлад … м’яса і м’ясних продóêтів

а = λ/Cρ,

де С — питома теплоємність, Дж/(кг К); ρ — густина продукту, кг/м3.

Коефіцієнт температуропровідності практично не залежить від вологості продукту, якщо вона більша за гігроскопічну. За волого- сті, нижчої за гігроскопічну, вологість значно впливає на тепло- ємність.

Аналогічно теплопровідності, де перенесення теплоти відбува- ється від більш нагрітого до менш нагрітого тіла, маса також пе- реноситься за наявності різниці потенціалу перенесення речови- ни. Рівняння перенесення речовини має такий вигляд:

quurm = λm θm,

uuur

де qm — вектор густини потоку вологи, кг/м2; λm — коефіцієнт вологопровідності, кг/м3 од.потенціалу; θm — градієнт потенціа-

лу речовини, од.потенціалу/м.

Залежно від виду перенесення градієнт потенціалу речовини пропорційний градієнту тиску пари або градієнту капілярного по- тенціалу, або градієнту осмотичного тиску. Коефіцієнт потенціа- лопровідності, або коефіцієнт дифузії вологи, визначають за фор- мулою

am = λm/(Cmρ).

Теплофізичні показники м’яса залежать від вмісту вологи та жиру.

Зведенні дані значень теплофізичних властивостей м’яса наве- дено в табл. 4.3.

Таблиця 4.3. Теплофізичні властивості м’яса

83

Частина ІІ. Забій і первинна переробêа хóдоби, птиці, êролів…

Підвищення вологості зумовлює характерні зміни теплофізич- них властивостей не тільки м’яса, а й продуктів його переробки.

4.7. ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ М’ЯСА

М’ясо можна розглядати як двофазну систему. Одна з фаз — міжклітинна тканина — зображується напівпровідником з пере- важальними діелектричними властивостями, причому вважають, що ця фаза дуже стійка в живому організмі і мінлива в мертвому. Друга фаза — це внутрішньоклітинна речовина, що є електролітом.

Електрофізичні властивості відображають структурно-механічні й біохімічні зміни в м’ясі. Структурно-механічні характеристики є функцією багатьох факторів, серед яких важливе значення мають вологість і ступінь подрібнення продукту. Ці самі показники впли- вають і на електрофізичні характеристики. Меншою мірою, проте цілком визначено впливає на електрофізичні властивості зміна стану тканин унаслідок біохімічних процесів. Насправді, якщо роз- глядати клітини в живому організмі певною мірою електрично ізо- льованими одна від одної (наприклад, оболонка еритроцита має діелектричну сталу, яка дорівнює 2) можна вважати, що в резуль- таті післязабійних процесів, що відбуваються в м’язовій тканині, діелектричні властивості клітинних оболонок мають порушуватися, а внаслідок деструкції тканин — утворюватися низькомолекулярні речовини, які «згладжуватимуть» ємнісний ефект.

Електропровідність клітинних утворень незначно впливає на загальну електропровідність системи (всього 2 – 4 %). Безпосеред- ньо через клітину проходить невеликий струм.

Визначені дані питомої електропровідності для подрібненого м’яса і м’ясного соку, що отримали пресуванням м’яса під тиском 203 105 Па, вказують на їх подібність як за абсолютним значен- ням, так і за температурою (табл. 4.4).

Таблиця 4.4. Питома електропровідність складових м’яса

(Й.О. Рогов та ін., 1988)

Подібна картина спостерігається при вимірюванні електропро- відності крові.

Електропровідність крові залежить від вмісту вологи:

84

Розділ 4. Морфолоãічний і хімічний сêлад … м’яса і м’ясних продóêтів

4.8. ЗМІНИ ВЛАСТИВОСТЕЙ М’ЯСА ПІД ЧАС АВТОЛІЗУ

Після забою тварини, через припинення потрапляння кисню, відсутність кислотних перетворень і кровообігу, гальмування син- тезу і виробництва енергії, накопичення в тканинах кінцевих продуктів обміну і порушення осмотичного тиску в клітинах у м’ясі відбувається саморозпад зажиттєвих систем і самовільний розвиток ферментних процесів, які зберігають свою каталітичну активність тривалий час.

У результаті їх розвитку тканинні компоненти розпадаються, змінюються якісні характеристики м’яса (механічна міцність, рі- вень водозв’язувальної здатності, смак, колір, аромат) і його стій- кість до мікробіологічних процесів.

Властивості м’яса змінюються у певній послідовності відповідно до основних етапів автолізу (парне м’ясо — посмертне задубіння (Rigor mortis) — послаблення посмертного задубіння і визріван- ня — глибокий автоліз). Його якісні показники при цьому істотно відрізняються. Парне нормальне м’ясо (до 3 год після забою) має добру консистенцію і високу водозв’язувальну здатність (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Зміни функціональних властивостей м’яса під час автолізу:

а — водозв’язувальної здатності, напруженості зрізу та модуля пружності під час автолізу; б — активної кислотності рН та вмісту адинозинтрифосфорної кислоти

Упродовж першої доби після забою розвиток автолізу призво- дить до різкого зниження водозв’язувальної здатності, зростання механічної міцності, зниження рН від 6,5 – 7,0 до 5,5 – 5,6, погір- шення смаку і запаху.

85

Частина ІІ. Забій і первинна переробêа хóдоби, птиці, êролів…

На стадіях визрівання м’ясо частково відновлює свої властивос- ті, хоча і не досягає рівня парного. Після двох або більше діб збе- рігання у м’ясі істотно поліпшуються всі ці характеристики, при- чому збільшення температури середовища прискорює процес виз- рівання.

Основою автолітичних перетворень м’яса є зміни вуглеводної системи, системи ресинтезу АТФ, стану міофібрилярних білків, що входять у систему скорочення.

Оскільки кисень не потрапляє в організм тварин після забою, ресинтез глікогену в м’ясі відбуватися не може, тому починається його анаеробний розпад, який здійснюється у результаті фосфоро- лізу і амілолізу з утворенням молочної кислоти і глюкози (рис. 4.7). Швидкість гліколізу можна регулювати: введення хлориду натрію в парне м’ясо пригнічує процес, використання електрости- мулювання — прискорює. Інтенсивний зажиттєвий розпад гліко- гену може спричинити стресові ситуації у тварин.

Через 24 год гліколіз припиняється внаслідок вичерпання за- пасів АТФ і накопичення молочної кислоти, яка приглушує фос- фороліз.

Ферментативний розпад глікогену є пусковим механізмом для розвитку наступних фізико-хімічних і біохімічних процесів. Нако- пичення молочної кислоти призводить до зміщення рН у кислий бік від 7,2 – 7,4 до 5,4 – 5,8 (див. рис. 4.6), у результаті чого:

збільшується стійкість м’яса до дії гнильних мікроорганізмів;

знижується розчинність м’язових білків (ізоточка рН 4,7 – 5,4), рівень їх гідратації, водозв’язувальна здатність;

набухає колаген сполучної тканини;

підвищується активність катепсинів (оптимум діяльності рН 5,3), що спричинює гідроліз білків на пізніших стадіях автолізу;

86

Розділ 4. Морфолоãічний і хімічний сêлад … м’яса і м’ясних продóêтів

руйнується бікарбонатна система м’язової тканини з виділен- ням вуглекислого газу;

створюються умови для інтенсифікації реакцій кольороутво- рення внаслідок переходу в міоглобіні двохвалентного заліза в тривалентне;

змінюється смак м’яса;

активізується окиснення ліпідів.

На першій стадії автолізу важливе значення має рівень вмісту в м’ясі енергоємної АТФ, внаслідок дефосфорилування (розпаду) якої здійснюється фосфороліз глікогену. Одночасно енергія дефо- сфорилування забезпечує скорочення міофібрилярних білків.

Для м’яса в післязабійний період характерне безперервне зни- ження концентрації АТФ (див. рис. 4.6). Внаслідок зменшення запасів АТФ у м’ясі не вистачає енергії для відновлення стану ре- лаксації волокон, що скоротилися.

Накопичення молочної (і фосфорної) кислоти, як зазначалося, істотно впливає на стан м’язових білків, що, в свою чергу, визна- чає технологічні властивості м’яса, консистенцію, водо- зв’язувальну здатність, емульгуючі й адгезійні показники.

Сутність цих змін пов’язана переважно з утворенням актоміо- зинового комплексу і залежить від наявності в системі енергії і

йонів кальцію (Са++).

Безпосередньо після забою кількість АТФ у м’ясі велика, Са++ зв’язаний з саркоплазматичною сіткою м’язового волокна, актин перебуває в глобулярній формі і не зв’язаний з міозином, що зу- мовлює послабленість волокон, велику кількість гідрофільних центрів і високу водозв’язувальну здатність актину і міозину. Зміщуння рН м’яса в кислий бік запускає механізм перетворення міофібрилярних білків:

змінюється проникність мембран міофібрил;

іони кальцію виділяються з каналу саркоплазматичного ре- тикулума, концентрація їх у саркоплазмі зростає;

іони кальцію підвищують АТФ-активність міозину;

глобулярний Г-актин переходить у фібрилярний (Ф-актин);

енергія розпаду АТФ використовується при взаємодії міозину

зфібрилярним актином з утворенням актоміозинового комплексу

(рис. 4.8).

Результатом скорочення є зростання твердості м’яса, зменшен- ня еластичності й рівня водозв’язувальної здатності. Зміщення рН

укислий бік і руйнування лізосомальних мембран сприяє збіль- шенню загальної активності тканинних ферментів — катепсинів. При цьому виникають умови для протеолітичного гідролізу м’язових білків на стадії визрівання м’яса. Крім цього, за наявнос-

ті Са++ м’язова протеаза зумовлює дезінтеграцію структур міофіб- рил у ділянці Z-ліній. Під впливом тканинних ферментів та утво- рених під час розпаду АТФ легко гідролізованих фосфатів посту- пово відбувається дисоціація актоміозинового комплексу.

87

Частина ІІ. Забій і первинна переробêа хóдоби, птиці, êролів…

Рис. 4.8. Схема утворення актоміозинового комплексу і скорочення м’язів

Слід зазначити, що характер розвитку автолізу в білих і черво- них м’язових волокнах м’яса дещо відрізняється.

Червоні волокна характеризуються повільним скороченням і значною тривалістю процесу на відміну від білих.

У процесі тривалого визрівання м’яса істотно поліпшуються ор- ганолептичні й технологічні характеристики.

На ранніх стадіях автолізу м’ясо не має вираженого смаку і за- паху. Залежно від температури зберігання смак і аромат м’яса з’являється лише на 3 – 4-ту добу, завдяки накопиченню продук- тів ферментативного розпаду білків і пептидів (глютамінова кис- лота, треонін, сірковмісні амінокислоти), нуклеотидів (інозин, гі- поксантин та ін.), вуглеводів (глюкоза, фруктоза, піровиноградна і молочна кислота), ліпідів (низькомолекулярні жирні кислоти), а також креатину, креатиніну та інших азотистих екстрактивних речовин.

Термін визрівання м’яса залежить від виду тварин, частини туші, вгодованості й температурного режиму зберігання.

Як правило, в м’ясі з нормальним розвитком автолізу його ніж- ність і водозв’язувальна здатність досягають оптимуму через 5 – 7 діб зберігання за температури 0 – 2 ºС, органолептичні показни- ки — на 10 – 14-ту добу. В зв’язку з цим тривалість витримування вибирають залежно від способу подальшого технологічного вико- ристання сировини.

88

Розділ 4. Морфолоãічний і хімічний сêлад … м’яса і м’ясних продóêтів

Сировина на 13 – 15-ту добу визрівання придатна для виготов- лення практично будь-яких видів ковбас, напівфабрикатів і соле- них виробів.

Найкращий вид сировини для натуральних напівфабрика- тів — м’ясо з періодом витримування 7 – 10 діб визрівання. Парне м’ясо рекомендується використовувати для виробництва емульго- ваних (варених) ковбас і солених виробів зі свинини. Білки парно- го м’яса мають найбільшу водозв’язувальну і емульгуючу здат- ність, розварюваність колагену максимальна.

Ці обставини забезпечують високий вихід готової продукції і знижують вірогідність утворення дефектів за теплового оброблен- ня. В перші години після забою м’ясо бактерицидне і вміщує не- значну кількість мікроорганізмів.

З економічного погляду використання парного м’яса також має істотні переваги завдяки зниженню витрат холодильних ємкостей і енергетичних витрат. Проте робота з парним м’ясом потребує як високої оперативності технологічного процесу (інтервал від момен- ту забою до стадії термооброблення готових виробів не повинен перевищувати 3 год), так і використання спеціальних способів, спрямованих на затримання ходу гліколізу і процесу взаємодії актину з міозином.

Такими способами є:

швидке заморожування обваленого парного м’яса (без або пі- сля попереднього подрібнення) введенням твердої вуглекислоти;

обвалювання парного м’яса, швидке подрібнення і соління з введенням 2 – 4 % хлориду натрію;

введення розсолів через кровоносну систему одночасно із зне- кровленням під час забою тварин;

ін’єктування розсолів у відруб безпосередньо після розбиран- ня парних туш;

використання сублімаційного сушіння парного м’яса.

Усе це дає змогу ліквідувати або звести до мінімуму наслідки посмертного задубіння.

Під час автолізу також змінюються білки сполучної тканини. Так, розварюваність колагену в парному м’ясі максимальна, а на стадії задубіння різко зменшується. Під час визрівання м’яса сту- пінь термічної дезагрегації колагену поступово підвищується.

Специфічні властивості м’яса під час автолізу з вадами

DFD і PSE. Нині питання цілеспрямованого використання сиро- вини з урахуванням характеру автолізу набуло особливого зна- чення, оскільки істотно зросла кількість тварин, які потрапляють на переробку після відгодівлі на промислових комплексах. У цих тварин після забою в м’язовій тканині виявляються значні відхи- лення від звичайного розвитку автолітичних процесів.

У зв’язку з цим розрізняють м’ясо з високим кінцевим зна- ченням рН (DFD) і ексудативне м’ясо (PSE) з низьким значен- ням рН.

89

Частина ІІ. Забій і первинна переробêа хóдоби, птиці, êролів…

М’ясо з ознаками DFD (темне, тверде, сухе) через 24 год після забою має рівень рН понад 6,3, темне забарвлення, грубу структу- ру волокон, високу водозв’язувальну здатність, підвищену лип- кість. Воно характерне для молодняку великої рогатої худоби, який зазнає впливу різних видів тривалого стресу до забою вна- слідок зажиттєвого розпаду глікогену. Кількість утвореної після забою молочної кислоти в м’ясі таких тварин невелика, міофібри- лярні білки в м’ясі DFD добре розчиняються.

Високе значення рН обмежує тривалість його зберігання, тому м’ясо DFD є непридатним для виробництва сирокопчених виробів.

Проте завдяки високій водозв’язувальній здатності його доціль- но використовувати для виробництва емульгованих (варених) ков- бас, солених виробів, швидкозаморожених напівфабрикатів.

Ексудативне м’ясо PSE (бліде, м’яке, водянисте) характеризу- ється світлим забарвленням, м’якою пухкою консистенцією, виді- ленням м’ясного соку внаслідок зниження водозв’язувальної здат- ності, кислим смаком.

Ознаки PSE найбільше має свинина, яку отримують після за- бою тварин з інтенсивною відгодівлею і обмеженим рухом при утриманні.

Поява ознак PSE може зумовлюватися генетичними наслідка- ми, впливом короткочасних стресів, надмірною збудженістю тва- рин.

Найчастіше м’ясо з ознаками PSE отримують у літній період часу. Насамперед ексудативності підлягають найцінніші частини туші: довгастий м’яз і окости.

Після забою таких тварин у м’язовій тканині відбувається інтен- сивний розпад глікогену, посмертне задубіння настає швидше.

Упродовж 60 хв значення рН м’яса знижується до 5,2 – 5,5, проте оскільки у цей період температура сировини зберігається на високому рівні, відбувається конформація саркоплазматичних біл- ків і їх взаємодія з білками міофібрил. У результаті цього зміню- ються стан і властивості м’язових білків, різко знижується водо- зв’язувальна здатність сировини.

М’ясо з ознаками PSE через низькі значення рН (5,0 – 5,5) і во- дозв’язувальної здатності є непридатним для виробництва емуль- гованих (варених) ковбас, варених і сирокопчених окостів, що при- зводить до погіршення органолептичних характеристик готових виробів (світле забарвлення, кислуватий присмак, жорстка конси- стенція, знижена соковитість), зниження їх виходу.

Однак у поєднанні з м’ясом нормальної якості або із соєвим ізо- лятом воно стає придатним для виготовлення емульгованих і си- рокопчених ковбас, січених і панірованих напівфабрикатів та ін- ших видів м’ясних виробів.

Контроль за якістю сировини, яку отримують при первинній переробці худоби, здійснюють визначенням рН м’яса через 1 – 2 год після забою.

90