4.8. Зміни властивостей м’яса під час автолізу

Після забою тварини, через припинення потрапляння кисню, відсутність кислотних перетворень і кровообігу, гальмування син­тезу 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, рі­вень водозв’язувальної здатності, смак, колір, аромат) і його стій­кість 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 визріван­ня — 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).

Упродовж першої доби після забою розвиток автолізу призво­дить до різкого зниження водозв’язувальної здатності, зростання механічної міцності, зниження рН від 6,5 — 7,0 до 5,5 — 5,6, погір­шення смаку і запаху.

На стадіях визрівання м’ясо частково відновлює свої властивос­ті, хоча і не досягає рівня парного. Після двох або більше діб збе­рігання у м’ясі істотно поліпшуються всі ці характеристики, при­чому збільшення температури середовища прискорює процес виз­рівання.

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 фосфоро­лізу 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 гліко­гену може спричинити стресові ситуації у тварин.

Через 24 год гліколіз припиняється внаслідок вичерпання за­пасів АТФ і накопичення молочної кислоти, яка приглушує фос­фороліз.

Ферментативний розпад глікогену є пусковим механізмом для розвитку наступних фізико-хімічних і біохімічних процесів. Нако­пичення 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;

♦ руйнується бікарбонатна система м’язової тканини з виділен­ням 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 зни­ження концентрації АТФ (див. рис. 4.6). Внаслідок зменшення запасів АТФ у м’ясі не вистачає енергії для відновлення стану ре­лаксації волокон, що скоротилися.

Накопичення молочної (і фосфорної) кислоти, як зазначалося, істотно впливає на стан м’язових білків, що, в свою чергу, визна­чає 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 зу­мовлює 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 з фібрилярним актином з утворенням актоміозинового комплексу (рис. 4.8).

Результатом скорочення є зростання твердості м’яса, зменшен­ня еластичності й рівня водозв’язувальної здатності. Зміщення рН у кислий бік і руйнування лізосомальних мембран сприяє збіль­шенню загальної активності тканинних ферментів — катепсинів. При цьому виникають умови для протеолітичного гідролізу м’язових білків на стадії визрівання м’яса. Крім цього, за наявнос­ті Са⁺⁺ м’язова протеаза зумовлює дезінтеграцію структур міофіб­рил у ділянці Z-ліній. Під впливом тканинних ферментів та утво­рених під час розпаду АТФ легко гідролізованих фосфатів посту­пово відбувається дисоціація актоміозинового комплексу.

Слід зазначити, що характер розвитку автолізу в білих і черво­них 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 ор­ганолептичні й технологічні характеристики.

На ранніх стадіях автолізу м’ясо не має вираженого смаку і за­паху. Залежно від температури зберігання смак і аромат м’яса з’являється лише на 3 — 4-ту добу, завдяки накопиченню продук­тів ферментативного розпаду білків і пептидів (глютамінова кис­лота, треонін, сірковмісні амінокислоти), нуклеотидів (інозин, гі­поксантин 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 ніж­ність і водозв’язувальна здатність досягають оптимуму через 5 — 7 діб зберігання за температури 0 — 2 °С, органолептичні показни­ки — на 10 — 14-ту добу. В зв’язку з цим тривалість витримування вибирають залежно від способу подальшого технологічного вико­ристання сировини.

Сировина на 13 — 15-ту добу визрівання придатна для виготов­лення практично будь-яких видів ковбас, напівфабрикатів і соле­них виробів.

Найкращий вид сировини для натуральних напівфабрика­тів — м’ясо з періодом витримування 7 — 10 діб визрівання. Парне м’ясо рекомендується використовувати для виробництва емульго­ваних (варених) ковбас і солених виробів зі свинини. Білки парно­го м’яса мають найбільшу водозв’язувальну і емульгуючу здат­ність, розварюваність колагену максимальна.

Ці обставини забезпечують високий вихід готової продукції і знижують вірогідність утворення дефектів за теплового оброблен­ня. В перші години після забою м’ясо бактерицидне і вміщує не­значну 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 момен­ту 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 пі­сля 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 зне­кровленням під час забою тварин;

♦ ін’єктування розсолів у відруб безпосередньо після розбиран­ня 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 сту­пінь термічної дезагрегації колагену поступово підвищується.

Специфічні властивості м’яса під час автолізу з вадами БЕБ і РЯЕ. Нині питання цілеспрямованого використання сиро­вини з урахуванням характеру автолізу набуло особливого зна­чення, 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 відхи­лення від звичайного розвитку автолітичних процесів.

У зв’язку з цим розрізняють м’ясо з високим кінцевим зна­ченням рН (БЕБ) і ексудативне м’ясо (РЯЕ) з низьким значен­ням рН.

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

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

Проте завдяки високій водозв’язувальній здатності його доціль­но використовувати для виробництва емульгованих (варених) ков­бас, солених виробів, швидкозаморожених напівфабрикатів.

Ексудативне м’ясо РЯЕ (бліде, м’яке, водянисте) характеризу­ється світлим забарвленням, м’якою пухкою консистенцією, виді­ленням м’ясного соку внаслідок зниження водозв’язувальної здат­ності, кислим смаком.

Ознаки РЯЕ найбільше має свинина, яку отримують після за­бою тварин з інтенсивною відгодівлею і обмеженим рухом при утриманні.

Поява ознак РЯЕ може зумовлюватися генетичними наслідка­ми, впливом короткочасних стресів, надмірною збудженістю тва­рин.

Найчастіше м’ясо з ознаками РЯЕ 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 інтен­сивний 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 біл­ків і їх взаємодія з білками міофібрил. У результаті цього зміню­ються стан і властивості м’язових білків, різко знижується водо- зв’язувальна здатність сировини.

М’ясо з ознаками РЯЕ через низькі значення рН (5,0 — 5,5) і во- дозв’язувальної здатності є непридатним для виробництва емуль­гованих (варених) ковбас, варених і сирокопчених окостів, що при­зводить до погіршення органолептичних характеристик готових виробів (світле забарвлення, кислуватий присмак, жорстка конси­стенція, знижена соковитість), зниження їх виходу.

Однак у поєднанні з м’ясом нормальної якості або із соєвим ізо­лятом воно стає придатним для виготовлення емульгованих і си- рокопчених ковбас, січених і панірованих напівфабрикатів та ін­ших 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.

При цьому в деяких країнах додаткове сортування сировини на категорії проводять саме з урахуванням рівня рН: першої — 5,0 — 5,5; другої — 5,6 — 6,2; третьої — 6,3 і вище.

Щоб запобігти появі м’яса з ознаками РЯЕ, рекомендується ви­користовувати парне м’ясо (з мінімальним витримуванням сиро­вини після забою) після його розбирання, обвалування і соління. Введення хлориду натрію в парне м’ясо пригнічує розвиток гліко- генолізу і цим унеможливлює утворення ескудативності.

Властивості м’яса змінюються під дією фізичних, хімічних, ме­ханічних та біологічних факторів. З цією метою використовують, наприклад, вплив на м’ясо імпульсів електричного струму. Прин­цип електростимуляції ґрунтується на зменшенні в м’язах запасів речовин, що є носіями енергії (АТФ, креатинфосфатів), штучним скороченням м’язів, спричиненим впливом електричних імпуль­сів. При цьому в 2 — 2,5 раза збільшується швидкість гліколізу, прискорюється початок настання процесу задубіння, інтенсифіку­ється розпад м’язових волокон.

Механізм впливу електричного струму на м’язову тканину піс­ля забою полягає в тому, що під впливом електричного імпульсу, який передається по аксонам нервових клітин, або прямим подра­зненням мембран, м’язового волокна, іони Са⁺⁺ виходять із сарко- плазматичного ретикулума, стимулюють АТФ-активність міозину, що зумовлює розщеплення АТФ до АДФ і далі, створюючи енергію для скорочення білків.

Відновлення АТФ відбувається за рахунок енергії розпаду глі­когену до молочної кислоти, накопичення якої зміщує рН м’язової тканини в кислий бік, прискорюючи посмертне задубіння м’язів.

Завдяки швидкому зниженню рН при електростимуляції (рН досягає рівня 5,9—6,0 через 1 — 2 гсд після забою) протеолітичні ферменти активізуються швид­ше за виших температур туші, ніж за звичайних умов.

Активне скорочення м’язів під дією електричних імпульсів спричинює розрив міжланцюгавих зв’язків колагену, фізичну деструкцію м’язових волокон, що дає змогу значно підвищити ніжність м’яса.

Контролюють завершення процесу електростимуляції за зміною (зниження до мінімуму) значення рН.

Найкращий ефект стримують при застосуванні електростимуляції безпосере­дньо після забою (не пізніше ніж через 1,5 год після забою), коли нервова система тварин ще може сприймати електричні імпульси і зумовлювати скорочення м’язів.

Використання електростимуляції дає можливість скоротити тривалість визрівання яловичини за температури 0 — 2 °С до 5 — 7 діб.