Методы определения рН мяса

КУРСОВАЯ РАБОТА Тема МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ рН МЯСА Казань 2009

СОДЕРЖАНИЕ Введение

1. Морфология и химия мяса

1.1 Морфологический состав мяса

1.2 Химический состав мяса

1.3 Химический состав и пищевая ценность мяса домашней птицы

2. Послеубойные изменения мяса

2.1 Органолептические и биохимические изменения мяса после убоя

2.2 Пороки мяса

3. Методы определения свежести мяса

3.1 Органолептический метод

3.2 Микробиологический метод

3.3 Гистологический метод анализа

3.4 Химические и физико-химические методы

3.5 Методы определения рН

4. Определение рН мяса потенциометрическим методом

4.1 Объекты исследования

4.2 Материалы, реактивы и оборудование

4.3 Подготовка проб и проведение анализа Заключение Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

В мясной промышленности и в торговле общепринято мясом называть все части туши животного после снятия шкуры, отделения головы, нижних частей конечностей и внутренних органов. Мясо представляет собой сложный тканевый комплекс, в состав которого входит мышечная ткань вместе с соединительнотканными образованиями, жиром, костями, кровеносными и лимфатическими сосудами, лимфатическими узлами и нервами.

Главную и наиболее ценную часть мяса составляет мышечная ткань или скелетная мускулатура. Собственно мышечная ткань и определяет понятие мяса, ибо все другие отделенные от нее ткани мясом уже не называют. В зависимости от способа первичной обработки туш и их промышленной переработки различают следующие категории мяса:

1) мясо на костях — мясные туши и полутуши;

2) мясо обваленное — отделенные от костей мягкие части туши;

3) мясо жилованное — мышечная ткань, отделенная от видимых соединительнотканных образований, жира, лимфатических узлов, сосудов.

Мясо — один из наиболее ценных продуктов питания, так как в нем содержатся все питательные и биологически необходимые вещества, которые обеспечивают рост и жизнедеятельность организма человека.

Величина рН мяса — важный показатель качества мяса с позиций технологий его переработки и хранения. От концентрации ионов водорода в мышечной ткани зависит влагосвязывающая способность мяса (ВСС), влияющая на выход продукта, потерю массы при хранении, а также устойчивость продукта в отношении развития гнилостной микрофлоры. Наряду с другими показателями величину рН используют для выяснения целесообразных направлений переработки мяса.

К определению рН прибегают при классификации мяса по группам качества — PSE, DFD, измеряя этот показатель у парных туш (через 1 час после убоя) и в охлажденных в течение 24 часов.

1 МОРФОЛОГИЯ И ХИМИЯ МЯСА

1.1 Морфологический состав мяса Мышечная ткань мяса (скелетная мускулатура) определяет понятие мяса. Количественное отношение мяса зависит от вида, породы, пола, возраста и упитанности животного.

Мышечная ткань составляет в среднем 50—60% (в отдельных случаях 65%) от всей массы туши.

Цвет мышечной ткани красный, но у различных видов убойных животных он отличается значительным разнообразием оттенков. Темно-красный цвет имеет мясо лошади, у мелкого рогатого скота мясо кирпично-красного цвета, у крупного рогатого скота малиново-красного, у свиней светло-красного или розовато-серого. Красный цвет поперечнополосатой мускулатуры обусловлен содержанием в ней белка миоглобина (миохрома). Цвет мышечной ткани зависит не только от вида животного, но и от многих других причин (таблица 1).

Таблица 1 Факторы, влияющие на цвет мускулатуры

Бледная окраска мускулатуры у откормленных и мало работающих животных связана с незначительным содержанием в ней миоглобина и свидетельствует о слабой интенсивности окислительных реакций. Бледную окраску мяса могут обусловливать также болезненное состояние животного и особенности технологии его откорма. Так, белесоватый цвет имеет мясо животных при беломышечной болезни, а «белое мясо» возможно у свиней при откорме их в условиях адинамии. «Белое мясо» свиней непригодно для промышленной переработки и, как и при беломышечной болезни, относится к категории низкого качества.

Консистенция мяса парного плотная, а охлажденного упругая. При надавливании на такое мясо пальцем образующаяся ямка быстро восполняется. Мясо дефростированное (подвергнутое оттаиванию после заморозки) с пониженной консистенцией, при надавливании на такое мясо пальцем ямка сохраняет ясно видимый след.

Запах мяса, специфический для вида животного, легко ощущается у парных туш. У коров и овец в частях туши около вымени оно пахнет молоком. Свинина имеет запах жира. Охлажденное и подвергнутое созреванию мясо с легким ароматическим запахом. У замороженного мяса запаха нет.

Вкус мяса после кулинарной обработки зависит от многих причин. Доброкачественное вареное или жареное мясо имеет ароматный запах, возбуждающий аппетит и приятный вкус. Низкие вкусовые качества у мяса некастрированных самцов, старых и много работающих животных. Наличие кормовых и лекарственных запахов может быть причиной непригодности мяса для пищевых целей.

По анатомо-морфологическому строению мышечная ткань представляет собой симпласт—многоядерную тканевую структуру. Первичной структурной единицей этой ткани является мышечное волокно. Оно имеет удлиненную веретенообразную форму длиной до 12 мм и в поперечнике от 10 до 100 мкм. Снаружи мышечное волокно покрыто эластичной прозрачной оболочкой — сарколеммой. Около внутренней поверхности сарколеммы находятся многочисленные ядра. Продольно оси мышечного волокна в нем располагаются миофибриллы, окруженные саркоплазмой, которые выполняют основную сократительную функцию мышечной ткани. Диаметр миофибрилл около 1 мкм. Состоят они из светлых изотропных и темных анизотропных дисков. В смежных миофибриллах одинаковые диски лежат на одинаковом уровне, а поэтому при микроскопическом исследовании хорошо видны поперечные темные и светлые полосы, придавая мышечному волокну вид поперечной исчерченности. В связи с этим все скелетные мышцы носят название поперечнополосатых.

Мышечные волокна с помощью покрывающих их соединительнотканных образований объединяются в небольшие пучки, которые, соединяясь, в свою очередь, друг с другом, образуют мышцу. Поверхность мышц покрыта плотной оболочкой — фасцией, образующей на концах мышц утолщения — сухожилия, которыми мышцы прикрепляются к костям скелета. Вследствие такого строения мышц на продольном разрезе их обнаруживается волокнистость, а на поперечном — зернистость.

1.2 Химический состав мяса Химический состав мяса сложен, он неодинаков у входящих в него тканей и зависит от вида животного, возраста, пола, упитанности, состава кормов и т. д. Главной и наиболее ценной в пищевом отношении частью мяса является мышечная ткань. Составные части мышечной ткани: вода, белки, азотистые и безазотистые экстрактивные вещества, липиды, минеральные вещества, ферменты, гормоны и витамины.

Химический состав мышечной ткани. Наиболее типичный состав мышечной ткани у убойных животных характеризуется следующими данными в (%):

влага (вода) — 73—77

белки — 13—21

липиды — 1,0—3,0

экстрактивные азотистые вещества — 1,7—2,0

экстрактивные безазотистые вещества- 0,9—1,2

минеральные вещества — 0,8—1,2

Вода в мышечной ткани находится в гидратносвязанном и свободном состоянии. Гидратносвязанная вода, которая составляет 6—15% от ее массы, прочно удерживается химическими компонентами клетки, и высушиванием от клетки ее отделить невозможно. Остальная большая часть воды находится в свободном состоянии и удерживается в ткани благодаря осмотическому давлению и адсорбции клеточными элементами. Свободная вода от клетки отделяется высушиванием.

Белки составляют основную часть органических веществ мышечной ткани и главную пищевую ценность ее. По своему строению, свойствам и функциям они различаются друг от друга. Многообразие белков мышечной ткани (мышечного волокна) видно на представленной схеме 1.

Белки цитоплазмы мышечных волокон относятся к классу альбуминов и глобулинов, составляют 90% от всех белков мышечной ткани и в пищевом отношении являются полноценными, так как в своем составе содержат все незаменимые аминокислоты (аргинин, лейцин, гистидин, изолейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин). На белки миофибриллов приходится около 60% от всех белков мышечной ткани, из которых до 40% составляет миозин и 12—15%—актин. Комплекс актина и миозина — актомиозин является белком, непосредственно участвующим в сокращении мышечного волокна. К этой группе относится и тропомиозин, количество его может быть от 2,5 до 5%. Функциональное значение этого белка еще не выяснено. По составу и свойствам актин, миозин и тропомиозин относятся к классу глобулинов.

Белки саркоплазмы составляют примерно 30% от общего содержания белков мышечной ткани. Наибольшую фракцию белков саркоплазмы (до 20%) составляет глобулин X. Физиологическая роль этого белка полностью не расшифрована. На долю миогена приходится около 10% саркоплазматических белков. По своему классу этот белок занимает среднее положение между альбуминами и глобулинами. Миоальбумин — типичный альбумин, составляет 1—2% от всех белков и выполняет, как и миоген, в основном ферментативные функции.

Рисунок 1 Белки мышечного волокна Миоглобин относится к альбуминам, составляет до 1%. от общего количества белков, содержит пигментную группу «гем», которая обуславливает красный цвет мышечной ткани. Со способностью этого белка присоединять молекулы различных газов связана его физиологическая функция как носителя кислорода.

Белки клеточных ядер — нуклеопротеиды содержат фосфор, представляют класс альбуминов, и на их долю от общего количества белков мяса приходятся десятые доли процента. Белки сарколеммы составляют около 10% от всех белков мышечной ткани и представлены главным образом коллагеном и эластином. Коллаген и эластин относятся к неполноценным белкам, так как в их составе отсутствуют триптофан и другие незаменимые аминокислоты.

Состав основных аминокислот белка мяса говядины, свинины и баранины приведен в таблице 2.

Таблица 2 Аминокислотный состав мяса

Как видно из таблицы, количественное содержание аминокислот белков мяса основных видов убойных животных указывает на его большую биологическую ценность.

Количественное содержание липидов (триглицеридов жирных кислот) в мышечной ткани варьирует значительно и зависит от упитанности животного. Их качественный состав также различен у животных разных видов. В основном в состав молекулы внутри мышечных липидов животных входят высокомолекулярные жирные кислоты. Уровень фосфолипидов довольно постоянен и колеблется в пределах 0,5—0,8%, в зависимости от вида и категории мяса. Фосфолипиды представлены лецитинами, кефалинами и другими соединениями. Содержание общего холестерина составляет 50—70 мг%, а этерифицированного холестерина — 3—5 мг%.

В состав азотистых экстрактивных веществ входят: карнозин, ансерин, карнитин, креатинфосфат, креатин, креатинин, аденозин моно-, ди — итрифосфат (АМФ, АДФ, АТФ), пуриновые основания, свободные аминокислоты, мочевина и др. Одним из главных азотистых экстрактивных веществ является карнозин. Он способствует усилению выработки и отделению желудочного сока. Многие из азотистых экстрактивных веществ при введении их в организм животного повышают тонус нервной системы.

В состав безазотистых экстрактивных веществ входят: гликоген, глюкоза, гексозофосфаты, молочная кислота, пировиноградная кислота и др. Из общего количества безазотистых экстрактивных веществ на долю гликогена (животного крахмала) приходится более половины. Пищевое значение азотистых и безазотистых экстрактивных веществ невелико, но они способствуют пищеварительным процессам, усвоению пищи человеком и придают ей особый вкус и аромат.

Минеральные вещества в мышечной ткани представлены солями многих металлов. В тощем мясе содержится 0,20—0,22% фосфора, 0,32—0,35% калия, 0,05—0,08% натрия, 0,020—0,022% магния, 0,010—0,012% кальция, 0,002—0,003% железа, 0,003— 0,005% цинка и много других микроэлементов (медь, стронций, барий, бор, кремний, олово, свинец, молибден, фтор, йод, марганец, кобальт, никель и др.). Всего может входить до 34 элементов. Микроэлементы в питании человека имеют большое физиологическое значение, они входят в состав гормонов, ферментов и дыхательных пигментов.

Вместе с этим мышечная ткань убойных животных содержит следующее количество витаминов (в мг%): В₁ — 0,1— 0,3 (у свиней 0,6—1,4); В₂ (рибофлавин)—0,1—0,3; В₆— 0,3—0,7; РР — 4,8; В₁₂ — 0,002—0,008; пантотеновая кислота — 0,6—1,5; биотин—1,5— 3,0; А — 0,02. Тепловая обработка мяса частично разрушает витамины. Содержание их в мясе снижается: при жарении на 10— 50%, стерилизации консервов на 10—55 и при варке на 45—60%.

Ферменты. В мясе содержатся различные ферменты. Одни из них служат одновременно и пластическим материалом для построения ткани, например миозин и миоген; другие ферменты, находящиеся в мышечной ткани, участвуют в образовании промежуточных соединений или ускоряют гидролитические превращения. Например, липаза катализирует гидролиз и синтез жиров — сложных эфиров глицерина и жирных кислот; амилаза, глюкозидаза, мальтаза расщепляют углеводы; пепсин, аминопептидаза осуществляют протеолиз белков. Важную роль в процессе созревания мяса играют фосфорилазы (аминофосфорилаза и др.), фосфоферазы, альдолазы, карбоксилазы и другие ферменты, катализирующие промежуточные биохимические реакции азотистых и безазотистых экстрактивных веществ. Окислительно-восстановительные ферменты, в частности пероксидаза и каталаза, имеют практическое значение при определении свежести мяса и распознавании мяса павшего животного. Это самые распространенные ферменты. Содержаться они во всех клетках и тканях организма человека и животных.

1.3 Химический состав и пищевая ценность мяса домашней птицы Мышечная ткань птицы по сравнению с мышцами крупных животных имеет меньше соединительной ткани. Последняя в мясе птицы относительно нежная, рыхлая и равномерно распределяется в мышцах тушки. Жир откладывается под кожей, обычно на спине, груди и животе, а также внутри тушки — на кишечнике и желудке. Он имеет более низкую точку плавления, чем жир других домашних животных, поэтому жир птицы, как и мышечная ткань, легче усваивается. В мясе птиц содержится 0,9—1,2% экстрактивных веществ, что придает ему особые вкусовые свойства и вызывает усиленное выделение пищеварительных соков, а, следовательно, способствует лучшему усвоению пищи. Особенно высокими диетическими свойствами обладает мясо кур и индеек. Мясо уток и гусей не относится к категории диетических продуктов, но характеризуется высокой калорийностью (табл. 3).

Таблица 3 Химический состав и калорийность мяса птицы

В мясе кур и индеек различают мышцы белые и красные. Белые мышцы расположены в области груди. В белых мышцах меньше саркоплазмы и жира, больше воды и белка; в красных мышцах вдвое больше тиамина, рибофлавина и пантотеновой кислоты. В «белом мясе» много аминокислот, особенно аргинина и лизина. Кроме того, в мясе птицы содержатся гистидин, тирозин, триптофан, цистин, глютаминовая кислота, а также витамины В₁ В₂, РР и др. Мясо самцов, достигших половой зрелости, более жесткое и менее вкусное, чем мясо самок.

2. ПОСЛЕУБОЙНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ МЯСА

2.1 Органолептические и биохимические изменения мяса после убоя Мясо только что убитого животного (горяче-парное мясо) мягкой консистенции, без выраженного приятного ароматического запаха, при варке дает мутноватый неароматный бульон и не обладает высокими вкусовыми качествами. Более того, в первые часы после убоя животного мясо приобретает ярко выраженную жесткость, при которой сохраняются его низкие вкусовые качества, плохая усвояемость и даже непригодность к кулинарной обработке. Спустя 24−72 ч после убоя животного (в зависимости от температуры среды, аэрации и других факторов) в мясе исчезает его жесткость, оно приобретает сочность и специфический приятный запах, на поверхности туши образуется плотная пленка (корочка подсыхания), из него можно отделить мясной сок, при варке дает прозрачный ароматный бульон, становится нежным и т. д. Происходящие в мясе процессы и изменения, в результате которых оно приобретает желательные качественные показатели, принято называть созреванием мяса.

Созревание мяса представляет собой совокупность сложных биохимических процессов в мышечной ткани и изменений физико-коллоидной структуры белка, протекающих под действием его собственных ферментов.

В Советском Союзе начало систематическому и подробному изучению биохимических процессов, происходящих при созревании мяса, положили исследования И. А. Смородинцева и его сотрудников.

Процессы, происходящие в мышечной ткани после убоя животного, можно условно подразделить на три следующие фазы: послеубойное окоченение, созревание и аутолиз.

Послеубойное окоченение в туше развивается в первые часы после убоя животного. При этом мышцы становятся упругими и слегка укорачиваются. Это значительно увеличивает их жесткость и сопротивление на разрезе. Способность такого мяса к набуханию очень низкая. При температуре 15—20 °С полное окоченение наступает через 3—5 ч после убоя животного, а при температуре от 0 до 2 °C — через 18—20 ч.

Процесс посмертного окоченения сопровождается некоторым повышением температуры в туше в результате выделения тепла, которое образуется от протекающих в тканях химических реакций. Окоченение мышечной ткани, наблюдающееся в первые часы и сутки после убоя животных, обусловлено образованием нерастворимого актомиозинового комплекса вследствие распада аденозин-трифосфорной кислоты (АТФ) до аденозиндифосфорной и аденозинмонофосфорной и фосфорной кислот (В. А. Энгельгардт).

Эти изменения в белковой части мяса находятся в прямой зависимости от концентрации АТФ. Сразу же после убоя, когда концентрация АТФ в мясе достаточно высока и белки актин и миозин не находятся в состоянии взаимной связи, общее число гидрофильных центров их структуре достаточно велико. Такому состоянию белков соответствует их высокая степень гидратации, которая не позволяет, из парного мяса отделить хотя бы малую часть мясного сока. Уменьшение количества АТФ, происходящее в результате ферментативного действия миозина, сопряжено с ассоциацией актина и миозина и образованием актомиозинового комплекса. В связи с этим число гидрофильных центров в молекулах белков уменьшается, так как эти группы блокируются.

В результате понижается уровень гидратации и сокращается объем актомиозинового геля.

Кислая среда, которая является следствием распада АТФ и началом необратимого процесса гликолиза мышечного гликогена, усиливает мышечное окоченение. Замечено, что мышцы животных, погибших при явлениях судорог, окоченевают быстрее. Окоченение без накопления молочной кислоты характеризуется слабым напряжением мышц и быстрым разрешением процесса. Однако уже задолго до завершения фазы окоченения в мясе развиваются процессы, связанные с фазами его собственного созревания и аутолиза. Фаза собственного созревания мяса характеризуется интенсивным распадом мышечного гликогена и накоплением молочной кислоты, а также некоторыми изменениями химического состава и физико-коллоидной структуры белков.

Рисунок 2 Содержание гликогена и молочной кислоты при разной продолжительности созревания мяса туши Известно, что после убоя животного приток кислорода к клеткам мышечной ткани прекращается. В связи с этим синтез гликогена становится невозможным, а распад его под действием гликолитических ферментов происходит двумя путями: амилолитическим с образованием редуцирующих сахаров и гликолитическим (фосфоролиз) с образованием молочной кислоты. Этот процесс превращения углеводов при созревании мяса необратимый.

Гликоген через ряд промежуточных реакций переходит в молочную кислоту, которая накапливается в мышечной ткани. Изменения содержания гликогена и молочной кислоты. Одновременно из промежуточных фосфорных соединений освобождается фосфорная кислота. Накапливаются кислоты также в процессе биохимических изменений нуклеотидов (распад АТФ).

В результате накопления молочной, фосфорной и других кислот в мясе увеличивается концентрация водородных ионов, вследствие чего к концу суток рН (реакция среды) снижается до 5,8— 5,7, иногда ниже.

В кислой среде при распаде АТФ и фосфорной кислоты происходит частичное накопление неорганического фосфора. Резко кислую среду и наличие неорганического фосфора считают причиной диссоциации актомиозиновото комплекса на исходные белки — актин и миозин. С распадом актомиозинового комплекса завершается первая фаза созревания, снимаются явления окоченения мышц, и исчезает жесткость мяса. Следовательно, фазу окоченения от других фаз обособить нельзя, это один из этапов процесса созревания мяса. Схему биохимических изменений в процессе созревания мяса можно представить следующим образом (рис.3):

Рисунок 3 Схема биохимических изменений в процессе созревания мяса Кислая среда сама по себе действует бактериостатически и даже бактерицидно, а поэтому при сдвиге рН в кислую сторону в мясе создаются неблагоприятные условия для развития микроорганизмов.

Кислая среда приводит к изменениям химического состава и физико-коллоидной структуры белков. Молочные и другие кислоты изменяют проницаемость мышечных оболочек и степень дисперсности белков. Кислоты вступают во взаимодействие с протеинатами кальция, и кальций отщепляют от белков. Переход кальция в экстракт ведет к уменьшению дисперсности белков, в результате чего теряется часть гидратносвязанной воды. Поэтому из созревшего мяса центрифугированием можно отделить мясной сок. Кислая среда, высвободившаяся гидратноовязанная вода и воздействие протеолитических ферментов создают условия разрыхления сарколеммы мышечных волокон и в первую очередь разрыхления и набухания коллагена. Это в значительной степени способствует изменению консистенции мясе и более выраженной его сочности. Очевидно, с набуханием коллагена, а затем с частичной отдачей влаги с поверхности туши в окружающую среду следует связывать образование на ее поверхности корочки подсыхания.

Фаза собственного созревания во многом определяет интенсивность течения физико-коллоидных процессов и микроструктурных изменений мышечных волокон, которые присущи для фазы аутолиза. Аутолиз при созревании мяса понимают в широком смысле слова и связывают его не только с распадом белков, но и с процессом распада любых составных частей клеток. В связи с этим процессы, происходящие в фазе собственного созревания, невозможно отделить или обособить от таковых при аутолизе. Тем не менее, в результате комплекса причин (действие протеолитических ферментов, продукты аутолитичеотаго распада небелковых веществ, резко кислая среда и др.) происходит аутолитический распад мышечных волокон на отдельные сегменты. На первом этапе этого процесса обнаруживается сегментация в отдельных мышечных волокнах при сохранении их эндомизия. При этом в сегментах сохраняется структура ядер, поперечная и продольная исчерченность. На втором этапе сегментируется большинство мышечных волокон. Эндомизий волокон, структура ядер, поперечная и продольная исчерченность продолжают сохраняться. На третьем этапе (фаза глубокого аутолиза) сегменты распадаются на миофибриллы, а миофибриллы — на саркомеры. Последние под микроскопом просматриваются в виде зернистой массы, заключенной в эндомизий.

Морфологические и микроструктурные изменения в тканях по завершении фазы созревания приводят к размягчению и разрыхлению мяса, приданию ему нежности, благодаря чему пищеварительные соки свободно проминают к саркоплазме, что улучшает ее переваримость и усвояемость. Необходимо отметить, что степень этих изменений мяса зависит от содержания в нем соединительнотканных белков: чем больше их, тем меньше изменяется само мясо.

Следовательно, различные белковые компоненты в процессе созревания мяса претерпевают неодинаковые превращения, характерным образом влияющие на изменение его нежности. Фибриллярные белки, претерпевая при созревании определенный протеолиз, становятся более растворимыми. Относительно незначительным протеолитическим превращениям подвергаются соединительнотканные белки. Поэтому при равных условиях созревания нежность различных отрубов мяса одного и того же животного, а также одинаковых отрубов различных животных оказывается неодинаковой; нежность мяса, содержащего много соединительной ткани, невелика, а мясо молодых животных нежнее, чем старых.

В результате комплекса аутолитических превращений различных компонентов мяса при его созревании образуются и накапливаются вещества, обусловливающие аромат и вкус созревшего мяса. Определенный вкус и аромат придают мясу азотсодержащие экстрактивные вещества — гипоксантии, креатин и креатинин, образующиеся при распаде АТФ, а также накапливающиеся свободные аминокислоты (глутаминовая кислота, аргинин, треонин, фенилаланин и др.). В образовании букета вкуса и аромата, по-видимому, участвуют пировиноградная и молочная кислоты.

И.А. Смородинцев высказывал предположение, что вкус и аромат зависят от накопления в созревшем мясе легкорастворимых и летучих веществ типа эфиров, альдегидов и кетонов. В дальнейшем в ряде исследований показано, что ароматические свойства созревшего мяса улучшаются по мере накопления в нем общего количества летучих редуцирующих веществ. В настоящее время при помощи газовой хроматографии и масспектрометрического анализа установлено, что к соединениям, обусловливающим запах вареного мяса, относятся ацетальдегид, ацетон, метилэтилкетон, метанол, метилмеркаптан, диметилсульфид, этилмеркаптан и др.

При повышении температуры (до 30 °С), а также при длительной выдержке мяса (свыше 20—26 суток) при низких плюсовых температурах ферментативный процесс созревания заходит так глубоко, что в мясе заметно увеличивается количество продуктов распада белков в виде малых пептидов и свободных аминокислот. На этой стадии мясо приобретает коричневую окраску, в нем сильно увеличивается количество аминного и аммиачного азота, происходит заметный гидролитический распад жиров, что резко снижает его товарные и пищевые качества.

Биохимические процессы, происходящие при созревании в мясе больных животных, отличаются от таковых в мясе здоровых животных. При лихорадке и переутомлении энергетический процесс в организме повышен. Окислительные процессы в тканях усилены. Изменение углеводного обмена при болезнях и переутомлении характеризуется быстрой убылью гликогена в мышцах. Повышенная деятельность окислительных ферментов при жизни больного животного может после прекращения жизни замедлить деятельность гидролиза, что приводит к недостаточности гликолиза и фосфоролиза. Недостаточность газообмена в легких у тяжело больных животных и понижение снабжения тканей кислородом приводят к кислородному голоданию последних. Обмен веществ при кислородном голодании изменяется в сторону снижения интенсивности жирового обмена тканей. Отложение жира в органах сопровождается сокращением запасов гликогена.

Почти при всяком патологическом обмене веществ содержание гликогена в мышцах уменьшается. Поскольку в мясе больных животных гликогена меньше (по сравнению с мясом здоровых), то и количество продуктов распада его (глюкозы, молочной кислоты и др.) незначительно. Кроме того, при тяжело протекающих заболеваниях еще при жизни животного в мышцах накапливаются промежуточные и конечные продукты белкового метаболизма. В некоторых случаях в первый час после убоя животного в мясе обнаруживают повышенное против нормы количество аминного и аммиачного азота.

Незначительное накопление кислот и повышенное содержание полипептидов, аминокислот и аммиака являются причиной для снижения показателя концентрации водородных ионов при созревании мяса больных животных. Этот фактор влияет на активность ферментов мяса. В большинстве случаев концентрация водородных ионов в мясе больных животных более благоприятна для действия пептидаз и протеаз. Накопление в мясе больных животных экстрактивных азотистых веществ и отсутствие резкого сдвига величины рН в кислую сторону являются условиями, благоприятными для развития микроорганизмов.

Изменения, происходящие в мясе больных животных, по-иному влияют и на характер его физико-коллоидной структуры. Меньшая кислотность вызывает незначительное выпадение солей кальция, что, в свою очередь, является причиной меньшего изменения степени дисперсности белков и других изменений, характерных для них при нормальном созревании мяса. Сравнительно высокий показатель рН, накопление продуктов распада белков и развитие микроорганизмов предопределяют меньшую стойкость мяса больных животных при хранении. Перечисленные признаки свойственны мясу каждого тяжело больного животного; они являются причиной известной однотипности в изменении физико-химических показателей мяса, полученного от животных, убитых в тяжелом патологическом состоянии независимо от природы заболевания.

2.2 Пороки мяса В процессе хранения в мясе могут появляться различные отклонения по сравнению с нормальным. Одни из них (изменение цвета, загар) происходят под влиянием физико-химических факторов, а другие (ослизнение, плесневение, свечение, разложение) — под воздействием различных микроорганизмов. Знание причин возникновения всевозможных изменений в мясе и в мясопродуктах позволяет дать им научно обоснованную санитарную оценку в каждом отдельном случае.

Изменение цвета мяса при его хранении — является довольно редкое и может происходить под влиянием различных микроорганизмов. Образование сине-голубых пятен посинение обуславливается развитием на тушах колоний Pseudomonas pyocyanea, B. Cyanogenes. Появление розово-красного или красноржавого цвета связано с развитием на поверхности туш или кусочков мяса Chromobacterium prodigiorum (чудесной палочки). Свечение мяса отмечают при обсеменении и развитии на тушах фотобактерий. Все названные пигментообразующие бактерии для человека нетоксичны, они не обладают протеолитическими свойствами и развиваются только на поверхности мяса, снижая его товарный вид.

Санитарная оценка. Обнаруженные цветные пятна и участки, обусловленные развитием пигментообразующих микроорганизмов зачищают, после чего туши направляют на промышленную обработку или выпускают в свободную реализацию.

При длительном хранении мяса цвет его темнеет. Изменение цвета наблюдается в первую очередь в области разреза вследствие распада гемоглобина. На свету мясо обесцвечивается под влиянием ультрафиолетовых лучей. Иногда мясо приобретает ярко-алый цвет, что обуславливается усилением активности ферментов, способствующих окислению гемоглобина и миоглобина. Указанные изменения не делают мясо непригодным для пищевых целей, но его не выпускают в свободную реализацию, а используют для промышленной переработки.

Загар — особый вид порчи мясо в первые сутки после убоя животного. Отмечается явление при недостаточно интенсивном охлаждении парного мяса, что не обеспечивает быстрого отнятия тепла из всей тощи, а также слабой аэрации, когда туши в парном состоянии или плотно укладывают, или тесно подшивают друг к другу в душных помещениях при температуре выше 15−20 °С. Чаще загару подвержены свиные туши и жирные тушки водоплавающей птицы (гуси, утки).

Большинство авторов загар мяса считают процессом ферментативным. Под влиянием тканевых ферментов протекает бурный аутолиз, сущность изменений при котором заключается в ускорение анаэробного распада гликогена, разложении миоглобина и серосодержащих аминокислот. Миоглобин и оксимиоглобин образуют нестойкие соединения с водой, распадающиеся с разрушением пигментных веществ. От белков отделяются серосодержащие аминокислоты (цистин, цистеин, метионин), из которых образуется сероводород. Накопление кислых продуктов гликолитического распада, а также углекислоты и сероводорода приводит к повышению в мясе концентрации водородных ионов. В связи с этим в отличие от процессов гниения мясо при загаре имеет резко кислую реакцию (pH 5,0−5,4). Характерные признаки загара: размягченная консистенция мышц, изменение цвета (в зависимости от интенсивности процесса коричнево-, медноили серо-красный) и удушливо-кислый запах мяса.

Санитарная оценка. Мясо с признаками загара разрубают на мелкие куски и проветривают не менее 24 ч. При неглубоко зашедшем процессе мясо при проветривании теряет неприятный запах и ненормальный цвет, что дает основание считать его доброкачественным. При необратимости процесса туши (тушки) утилизируют.

Ослизнение представляет собой своеобразный процесс, порчи, связанный с развитием на поверхности туш слизеобразующих микроорганизмов (молочнокислых бактерий, дрожжей и микрококков) и частичным их отмиранием. Развитию процесса способствует недостаточное охлаждение туш и последующее хранение их в помещении с сравнительно высокой температурой (16−25) и повышенной влажностью. Некоторые микроорганизмы, вызывающие сбраживание слизи, могут развиваться даже при минусовых температурах, но скорость их роста замедленная. В связи с тем, что слизеобразующие микроорганизмы не проникают в глубокие слои мяса, ослизненяются поверхностные его слои. Мясо становится липким, серо-зеленоватого цвета, с неприятным кислозатхлым запахом; реакция среды в поверхностных слоях резко кислая (pH 5,2- 5,6).

От ослизнения, вызываемого молочнокислыми бактериями и дрожжами, следут отличать начальную стадию гниения, при которой на поверхности мяса развиваются кокки, палочки протея, обуславливающие распад мышечной, соединительной и жировой тканей. При гниении поверхность мяса ослизняется, запах становится затхлогнилостным или прогорклым, pH среды 6,4- 6.6 и выше.

Санитарная оценка заключается в зачистке поверхностного слоя и немедленной реализации мяса в систему общественного питания или в промышленную переработку. Если ослизнение мяса возникло как следствие гниение, то санитарную оценку проводят по результатам органолептического, биохимического и бактериологического исследования.

Плесневение — процесс, связанный с развитием на поверхности мяса плесневых грибов. В отличие от гнилостных микроорганизмов плесень может развиваться в кислой среде (pH 5,0−6,0) при сравнительно низкой влажности воздуха 75% и низких температурах. Некоторые виды плесеней растут при температуре 1−2 °С, а другие даже при минусе 8−14 °С. Пенициллиновые плесни в начале роста на мясе подавляют развитие микробов (обнаруживаются единичные микрококки, Т.С. Нестеров). Плесени развиваются довольно медленно, поэтому плесневение мяса отмечают при продолжительном хранении туши. Плесневение сопровождается распадом белков до свободных аминокислот и дезаминированием последних с образование аммиака. В связи с этим реакция мяса сдвигается в щелочную сторону. Ферменты плесеней способствуют окислению жиров, что приводит к образованию метилкетонов и других карбоновых соединений. Распад жиров является причиной изменения внешнего вида мяса и появления затхлого запаха. Плесневение мяса создает благоприятные условия для развития в нем гнилостных микроорганизмов.

Санитарная оценка зависит от вида плесеней и изменения органолептических показателей мяса. Если мясо поражено плесенями, растущими на поверхности (аспергиллы, мукор и др.), то его с поверхности протирают холстом или щетками, смоченными крепким рассолом или 50%- ным раствором уксусной кислоты. При росте проникающих плесеней (пенициллы, кладоспориум) срезают поверхностные слои мяса на глубине 1−1,5 см. Туши после зачистки направляют в промышленную переработку. При наличии затхлого запаха, не исчезающего при проветривании, мясо бракуют.

Гниение — процесс разложения в мясе белковых и других азотистых веществ, вызываемый ферментами гнилостной микрофлоры и сопровождающейся образованием многообразных продуктов распада, в том числе ядовитых и издающих неприятный запах. При гниении разлагаются также жиры, липоиды, углеводы и возникающие в этих компонентах изменения находятся в тесной взаимной связи. Обсеменение мяса микрофлорой может происходить в интравитальный и постмортальный период. Интравитальное обсеменение мяса наблюдается у больных и утомленных животных. Оно может быть при диарее, геморрагическом воспалении и язве кишечника, септикопиемии, инфекционных и других заболеваниях. Мясо утомленных и больных животных нестойко к воздействию гнилостных микроорганизмов, так как имеет pH выше 6,3, а, следовательно, обладает слабыми бактерицидными свойствами. В постмортальный период обсеменение мяса микрофлорой происходит при неправильной первичной обработке туш (загрязнение содержимым желудочно-кишечного тракта), а также при нарушении санитарных правил при их хранении, транспортировке, приготовлении и кулинарной обработке мясных полуфабрикатов и т. д. Благоприятные условия для развития в мясе гнилостной микрофлорытемпература 20−37 °С, повышенная влажность и доступ кислорода воздуха, плохое обескровление туш. Однако мясо подвержено гниению и в анаэробных условиях. При постмортальном обсеменении гнилостные микроорганизмы из внешней среды сначала попадают на поверхность мяса, откуда они продвигаются в глубокие слои до костей по соединительнотканным волокнам. Слабощелочная среда соединительной ткани благоприятна для развития гнилостных микробов. Этим объясняется появление признаков порчи мяса у костей раньше, чем в мышцах, покрытыми фасциями. Процесс гниения мяса больных животных, когда обсеменение мускулатуры идет еще при их жизни, может развиваться одновременно как в поверхностных, так и в глубоких слоях.

Гниение — многоступенчатый процесс. Одним из первоначальных продуктов гнилостного распада белка является пептоны (смеси пептидов), вызывающие отравление при парентеральном введении. При гидролизе пептонов образуются свободные аминокислоты, которые в дальнейшем подвергаются дезаминированию, окислительному или восстановительному декарбоксилированию. При дезаминированию аминокислот образуются летучие жирные кислоты (капроновая, изокапроновая и др.), при декарбоксилированиюразличные амины (этилендиамин, кадаверин, путресцин, скатол, индол, гистамин и др.). Органические основания, образующиеся при гниении белка мяса, называют птомаинами. При энтеральном введении они высокотоксичны для организма человека. Из серосодержащих аминокислот образуются метилмеркаптан, сероводород и другие сернистые соединения. Такая многостадийность процесса обусловлена неодинаковой ферментативной активностью гнилостной микрофлоры по отношению к различным веществам. Наибольшую активность воздействия на белки оказывают аэробы Bact. pyocyaneum, Bact. Mesentericus, Bact. Suptilis, стрептококки и стафилококки, анаэробы Cl. Putrificus, Cl. Histolyticum, Cl. Sporogenes. Пептиды разлагаются под действием Bact. Proteus vulgaris и анаэробы Bact. Bifidus, Bact. acidofilum. Аминокислоты расщепляют аэробы Bact. Faecalis alcaligenes, Bact. Amybolyticus, E. Coli и др. В процессе гниения могут участвовать и плесневые грибы. В аэробных условиях процесса распада белка идет значительно глубже с образование множества промежуточных и конечных продуктов гниения вплоть до воды и газа. В анаэробных условиях продуктов гниения образуется меньше, но они более токсичны для организма. Мясо в начальной стадии гниения, когда накапливаются промежуточные продукты распада белка, более опасные для человека. В стадии глубокого разложения образуются конечные менее ядовитые или неядовитые продукты его распада. Гниение мяса сопровождается изменением структуры мышечных волокон: поперечная исчерченность сглаживается и исчезает, ядра слабо окрашиваются, а затем разрушаются, ослабевает связь между мышечными волокнами. В связи с этим подвергнутое гниению мясо имеет ослабленную или мягкую консистенцию. На разных стадиях порчи мясо может иметь затхлый, кислый, прогорклый (жирное мясо) и гнилостный запах. Санитарная оценка. В зависимости от органолептических, биохимических, бактериологических показателей мясо используют на пищевые цели после санитарной обработки (зачистки измененных мест и обезвреживание проваркой) или направляют на техническую утилизацию.

3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВЕЖЕСТИ МЯСА

3.1 Органолептический метод Большое значение при оценке степени свежести мяса придается органолептическому методу. Однако этот метод субъективен и бывает, недостаточен для правильной санитарной оценки, особенно в начальной стадии порчи мяса. Весьма показательна при органолептической оценке проба варкой. Для более правильной санитарно-гигиенической оценки мяса в комплексе с органолептическим используют микробиологические, гистологические, химические и физико-химические методы. Органолептическое исследование включает определение внешнего вида и цвета мяса, консистенции, запаха, состояния жира, костного мозга, сухожилий и качества бульона при пробе варкой. Исследовать мясо лучше при естественном освещении, а при искусственном освещении подбирают светильники, которые не меняют цветовой окраски мяса при его осмотре. Во время осмотра обращают внимание на состояние поверхностного слоя мяса, его цвет, наличие или отсутствие корочки подсыхания; отмечают, имеются ли сгустки крови, загрязненность, плесень и личинки мух. Устанавливают также внешний вид и цвет мышечной ткани в глубоких ее слоях. По методам отбора образцов и органолептического исследования мяса утвержден новый ГОСТ 7269–79.

3.2 Микробиологический метод К микробиологическим методам относят бактериоскопию мазков-отпечатков, количественный учет микробов в пересчете на 1 г мяса, проведение редуктазной пробы, определение активности фермента каталазы, продуцируемого микроорганизмами.

3.3 Гистологический метод анализа Гистологический метод анализа по ГОСТ 19 496–74 (автор В. А. Адуцкевич) основан на учете изменений микроструктурных показателей в мышечных волокнах, происходящих в процессе порчи мяса. В свежем мясе всегда четко выражена структура ядер мышечных волокон, а сами волокна сохраняют поперечную и продольную исчерченность. На стадии сомнительной свежести, когда мясо не подлежит длительному хранению, ядра мышечных волокон находятся в состоянии распада или лизиса. По мере дальнейшей порчи вместе с лизисом ядер полностью исчезает исчерченность мышечных волокон. Следует отметить, что метод гистологического анализа регламентирован не только для определения степени свежести мяса всех видов убитых животных, но и для определения степени созревания, его качественной оценки при возникающих разногласиях, а также пригодности к хранению и транспортировке. Изучение процессов разложения мяса позволило сделать вывод, что происходящие в мясе при порче изменения весьма разно образны и характеризовать его качество по какому-либо одному показателю не всегда возможно. В связи с этим для качественной оценки утвержден ГОСТ 23 392–78 «Мясо. Методы химического и микроскопического анализа свежести мяса». Этот стандарт включает метод определения летучих жирных кислот, метод определения продуктов распада белков в бульоне (реакция с сернокислой медью, 5%-ным раствором) и метод микроскопического анализа (микроскопия мазков-отпечатков).

Стандартные методы определения свежести мяса применяют как арбитражные обычно при исследовании туш, доставленных большими партиями. Особое значение эти методы имеют при ветеринарно-санитарной экспертизе туш промысловых животных.

«Правила ветеринарного осмотра убойных животных и ветеринарно-санитарной экспертизы мяса и мясных продуктов» допускают определение степени свежести упрощенными биохимическими методами. Согласно правилам, комплекс включает в себя реакцию с сернокислой медью, реакцию на пероксидазу, реакцию с нейтральным формалином и определение амино-аммиачного азота (по А. М. Софронову).

С учетом органолептических данных и лабораторных показателей мясо подразделяют на свежее, подозрительной свежести и несвежее (табл. 4). Мясо подозрительной свежести считается условно годным, оно не подлежит свободной реализации, а в целях использования на пищевые цели для него устанавливают пути промышленной переработки. Мясо несвежее на пищевые цели использовать нельзя.

Таблица 4 Органолептические и лабораторные показатели степени свежести мяса

3.4 Химические и физико-химические методы Химических и физико-химических методов разработано и предложено большое количество. К ним относят качественные методы, они несложны в техническом исполнении, и с помощью их можно выявить промежуточные или конечные продукты распада составных частей мяса (реакция с 5%-ным раствором медного купороса в бульоне, реакции на отдельные аминокислоты, на аммиак, сероводород и др.). Более точными и объективными являются количественные методы определения летучих жирных кислот, амино-аммиачного азота, величины рН мяса, а также хроматографический анализ свободных аминокислот и др. Многие количественные методы выполняют с помощью приборов и различного лабораторного оборудования. Так, для определения величины рН используют компаратор Вальполя (рис. 4), определение каталазы проводят с помощью прибора-каталазника и т. д.

Рис. 4 Компаратор Вальполя

3.5 Методы определения рН Величину рН определяют двумя методами:

— колориметрическим (индикаторным);

— потенциометрическим.

Колориметрический, или индикаторный метод основан на свойстве индикатора изменять свою окраску в зависимости от концентрации ионов водорода в растворе.

Для колориметрического определения рН можно использовать универсальный индикатор, состоящий из смеси индикаторов, охватывающих зону перехода окраски в области рН от 3,0 до 11,0.

Таблица 5 Зона перехода окраски индикаторов в области рН от 3,0 до 11,0

Универсальный индикатор представляет собой смесь, состоящую из 0,1 г метилового красного, 0,2 г бромтимолового синего, 0,4 г фенолфталеина и растворенную в этаноле в мерной колбе вместимостью 500 см³. Применяют также пропитанные универсальным индикатором бумажки, снабженные цветной шкалой, в которой указано значение рН, соответствующее цвету, приобретенному индикаторной бумажкой при нанесении на нее капли испытуемого раствора.

Колориметрический метод используют для установления приближенного значения рН неизвестного раствора с погрешностью 1,0−0,5.

Наибольшее распространение получил количественный потенциометрический метод определения рН, основанный на измерении электродвижущей силы. Величину рН измеряют с использованием лабораторных рН-метров и портативных переносных экспресс-измерителей.