Роль ферментов при производстве и хранении продуктов

животного происхождения

Изменение биохимических свойств мяса под влиянием

биологических факторов

При переработке мяса наиболее важное значение имеет его изменение как основного белоксодержащего сырья. Большая часть послеубойных изменений не влияет на питательную ценность мяса и являются результатом активного воздействия ферментов как тканевых, так и микроорганизмов.

В зависимости от продолжительности процесса, прошедшего с момента убоя животного, а так же условий хранения мяса различают следующие виды автолитического процесса: посмертное окоченение, созревание, загар.

Посмертное окоченение является предварительной фазой процесса созревания мяса, а загар – неправильно протекающий процесс созревания. В процессе созревания улучшаются кулинарные свойства животного сырья, а в результате глубокого автолиза питательная ценность сырья снижается, что может сделать его непригодным для переработки.

Непосредственно после убоя мясо животного характеризуется высокой способностью к гидратации и хорошим связыванием воды, мышцы характеризуются значительной сопротивляемостью к механическому воздействию, не могут резко сокращаться. Такое состояние называют посмертным окоченением. Одновременно с этим наблюдается повышение температуры. Время появления первых признаков посмертного окоченения, а также скорость этого процесса зависят от биохимического и физического состояния мяса и условий его хранения.

Современные теории развития посмертного окоченения объясняют это состояние биохимическими и биомеханическими процессами, происходящими при жизни в мышцах животного. Процесс разрешения посмертного окоченения (созревание мяса) связан не только с расслаблением мышц, но и с появлением в мясе некоторых химических соединений, накопление которых связано с отсутствием кислорода в мышцах. Созревшему мясу присуща нежная консистенция и сочность, приятный вкус и аромат. Оно быстрее переваривается в организме и продукты его переваривания быстрее эвакуируются из желудка.

Изменение консистенции мяса или созревание происходит в два этапа. На первом происходит интенсивный распад гликогена и АТФ, обуславливающих окоченение мышц. На втором этапе происходит разрешение окоченения мышц, связанное с новыми превращениями мышечных белков и изменениями белков и основного вещества внутримышечной соединительной ткани. Деструктивные изменения белков происходит под воздействием протеолитических ферментов – катепсинов. Под воздействием катепсинов наибольшим изменениям подвергаются белки саркоплазмы. Наряду с ними ограниченному протеолизу подвергаются и белки миофибрилл. Расщепление даже небольшого их количеств приводит к разрыхлению структуры и увеличению нежности мышечной ткани.

Размягчение в процессе разрешения окоченения соединительно-тканных белков (коллагена, эластина) и основного вещества внутримышечной соединительной ткани происходит под действием высвобождающихся из лизосом гидролитических ферментов. При этом образуются растворимые продукты коллагена и эластина, повышается растворимость основного вещества и накапливаются продукты распада мукополисахаридов.

Обобщенные сведения о ферментах, участвующих в процессе созревания мяса представлены в табл.1.

Таблица 1

Фермент	Субстрат	Продукт реакции	Период воздействия
Гликолитические (дегидрогеназы, фосфорилазы и др.)	Гликоген, органические кислоты, фосфорные эфиры и др.	Молочная кислота	Первая фаза созревания
Амилаза	Гликоген	Декстрины
Мальтаза	Мальтоза	Глюкоза
Катепсины	Белки	Пептиды	Вторая фаза созревания
Пептидазы	Пептиды	Аминокислоты
Дезаминазы	Адениловая кислота	Аммиак
Дегидрогеназа глютаминовой кислоты	Глютаминовая кислота	Аммиак

Состав и степень активности ферментов в процессе развития автолиза изменяется в соответствии с изменениями составных веществ мяса. Скорость автолитических изменений мяса зависит прежде всего от подверженности составных элементов мяса к воздействию определенных ферментов, от количества этих ферментов, от условий среды мяса (кислотности, окислительно-восстановительного потенциала, присутствия активаторов и ингибиторов, содержания влаги и т.д.). Мясо молодых животных созревает быстрее, чем старых, при одинаковых условиях мясо крупных туш, не разделенных на части и со шкурой созревает быстрее, чем мелких туш или туш, разрубленных на части.

Для ускорения процесса созревания мяса , а также для повышения его нежности и водосвязывающей способности в практике мясного производства используют различные способы, одним из которых является биологический, основанный на обработке сырья протеолитическими ферментными препаратами микробного (теризин, субтилизин, оризин, протосубтилин, мезентерин и др.), растительного (фрицин, бромелин, папаин) или животного (трипсин, пепсин, химотрепсин) происхождения, проявляющих активность в диапазоне рН 3,9-9,0.

Действие ферментов основано на гидролизе пептидных связей мышечных белков, размягчении грубых волокон и соединительной ткани, что обеспечивает существенное повышение нежности мяса, улучшает органолептические показатели и выход готовой продукции. Активность ферментов и полученный эффект тендеризации зависят от вида используемого сырья и препарата, температуры и рН среды, наличия солей, продолжительности воздействия, концентрации фермента.

Максимальная активность проявляется у трипсина при рН 6,0, у химотрипсина при рН 7-9, у пепсина при рН 2,0.

Увеличение температуры до 40-60 градусов резко активизирует ферменты растительного происхождения. Для ферментов животного и микробного происхождения оптимум действия 40-50 градусов. В зависимости от вида фермента количество вводимых препаратов составляет 0,0005-0,002% к массе мяса.

Вводят ферменты путем инъецирования растворов, содержащих их, в мясе, посредством погружения сырья в растворы фермента, напылением фермента в виде аэрозоля на поверхность, либо путем непосредственного добавления его в мясо. При этом главная задача технолога – добиться равномерного распределения фермента в сырье. В промышленности наиболее распространено использование трипсина, имеющего высокую протеолитическую активность к мышечным белкам (в частности к актомиозину) и папаина, способного вызывать деструкцию соединительной ткани.

Применяют биотехнологические способы тендеризации мяса и модификации свойств сырья в основном для обработки низкосортного мяса, предназначенного для выработки вареных колбас. Термообработка полностью ингибирует ферменты.

Рассмотренные выше способы интенсификации созревания мяса и улучшение нежности могут использоваться как изолировано, так и в сочетании с другими методами технологической обработки сырья.