Липолитические ферменты
Окисление липидов зачастую определяющим фактором годности пищевых продуктов, вызывающим негативные изменения их органолептических свойств и пищевой ценности, а также возможное образование токсичных продуктов окисления. На все эти показатели оказывает влияние степень липолиза, а ферменты катализируют окисление липидов, взаимодействуя в основном или исключительно со свободными жирными кислотами.
Липазы (ацилглицерин-ацилгидролазы) в три-, ди-, моноацилглице- ринах гидролизуют эфирные связи, высвобождая свободные жирные кислоты. Некоторые из них обладают широкой специфичностью и гидролизуют также и другие эфирные связи.
Фосфолипазы можно разделить на две группы: ацилгидролазы (фосфолипазы А и В) и фосфоэтеразы (фосфолипазы С и D):
· фосфолипаза А1 гидролизует ацильную группу, присоединенную к sn-1 атому углерода фосфолипида;
· фосфолипаза А2 селективно расщепляет эфирную связь sn-2 атома углерода фосфоглицеридов;
· фосфолипаза В действует на лизофосфолипиды (моноацилфосфолипиды);
· PLA1 и PLA2 присутствуют в мясе, нектоторые из них являются Са 2+- зависимыми;
· фосфолипаза С гидролизует глицерофосфорную связь, образуя диацилглицерид;
· фосфолипаза D воздействует на эфирную фосфорно- азотную группировку, образуя фосфатидную кислоту и терминальную половину фосфолипида - например, холин, этаноламин и т.д.
Липазы отличаются необычным поведением - они проявляют повышенную активность, когда липидные субстраты агрегируют и образуют межфазный водно-липидный слой. Это явление «межфазной активации» обычно сопровождается аллостерическим изменением фермента, наблюдаемым также у фосфолипаз.
Для активации связывания водно-липидного слоя некоторые липазы и фосфолипазы нуждаются во втором компоненте (ко-липазе и активаторе). Например липопротеинлипазы молока активны только в том случае, если триацилглицеридный субстрат образует комплекс с липопротеиновым компонентом сыворотки. Последствием такого объединения субстратов является создание двумерной поверхностью липидов. Это означает, что липиды накопленные, например, в жировых тканях животных, имеют относительно малую площадь активной поверхности по сравнеию с фосфолипидами, входящие в состав мембранного бислоя. Это важно для оценки скорости реакций, поскольку низкая доступность субстрата ограничивает скорость реакции. Этот аспект очень важен для многих пищевых продуктов, хранящийся при температурах охлаждения и замораживания.[2]
Окисление липидов
Окисление липидов - важный фактор ухудшения качества мяса и мясных продуктов. По мере старения мяса в нем увеличивается содержание свободных жирных кислот.
Природа и степень липолиза по всей видимости зависит от типа метаболизма мышечной ткани, обусловлено содержанием субстратов и ферментов. Это связано с различиями в окислительной активности мышечной ткани и эффективности посмертной мобилизации липидов из жировых отложений, хотя иногда более важным фактором формирования окислительной прогорклости является распад фосфолипидов.
Результаты изучения мышечной ткани различной морфологии свидетельствуют, что красная (окислительная) мышечная ткань по сравнению с белой характеризуется более высоким содержанием фосфолипидов, а также высокой активностью фосфолипазы и липазы.
Экспкременты с белой мышечной тканью (свиная мышца) показали, что образование свободных жирных кислот. Полностью обясняется фосфолипазной активностью.
К липоличесчким ферментам, присутствующим в жировой ткани, относятся липорпотеинлипаза, гормоночувствительная липаза и моноацилглицеридлипаза. Поскольку некоторые изменения в жировой ткани регулируются гормонами, т о физиологическое сотояние и степень упитанности животного перед забоем влияет на качество получаемого мяса и его стабильность при хранении.
Характер и степень изменения жиров при производстве мясопродуктов зависят от воздействия кислорода воздуха, воды, температуры и продолжительности нагревания, а также присутствие веществ, способных вступать с жирами в химическое взаимодействие. [2]
Окисление жиров кислородом воздуха происходит через образование пероксидных соединений, которые являются первичными продуктами окисления. Окисление проводят активированные молекулы кислорода, обладающие некоторым избытком энергии.
При активировании кислорода равновесие сдвигается в сторону образования молекул с двумя свободными связями или атомов. Состояние в виде активных молекул более вероятно, так как для этого необходима меньшая энергия. Активирование происходит за счет внешней энергии: механической, тепловой, световой, химической. Окисление начинается с присоединения активных молекул кислорода и образование пероксидов и развивается по принципу цепных реакций. Скорость окисления жиров зависит от температуры.
Окисление жира может происходить в результате его контакта с кислородом воздуха, так и при взаимодействии с адсорбированным ранее кислородом. Характер взаимодействия активированных молекул кислорода с жиром зависит от температуры. При температуре ниже образуются преимущественно пероксиды жирных кислот или их эфиров (глицеридов) по схеме
Кислород, таким образом, присоединяется к углеродному атому около двойной связи, а не по месту двойной связи. Это происходит потому, что наличие двойной связи активирует соседнюю с ней метиленовую (− СН2−) группу. Если эта группа расположена между двумя группами с двойными связями, как, например, у линоленовой и линолевой кислот и их эфиров, кислород присоединяется интенсивно. Наоборот, чем дальше от двойной связи метиленовая группа, тем более она устойчива. Наиболее стойки метиленовые группы насыщенных кислот, молекулы которых не имеют двойных связей. Однако и они способны окислятся, образуя гидропероксиды типа
При температурах выше 50 0 С происходит преимущественно присоединение активированного кислорода по месту двойных связей
При нагревании жира от 170 до 3000 С образуется небольшое количество эпоксидных соединений типа RCH - CHR вредных для здоровья.
O
Особенно большое значение имеет содержание в жире каротина. Это высоконенасыщенное соединение легко окисляется кислородом воздуха. Его окисление сопровождается высоко выраженными изменениями окраски жира, содержащего каротин. Характер этих изменений зависит от температуры хранения жира. При отрицательных температурах естественная желтая окраска переходит в зеленоватую, которая постепенно исчезает. При более низких температурах скорость позеленения меньше, поскольку уменьшается скорость окисления.[3]
Гидролиз жиров
Жир подвергается гидролизу с накоплением низкомолекулярных жирных кислот, пероксидов альдегидов и ряда других веществ. Гидролитический распад жира обусловлен наличием эфирной связи. Глицериды при определенных условиях вступают в реакцию с водой, в результате чего эфирная связь расщепляется.
Скорость гидролитического распада жира возрастает при повышении температуры. Также гидролиз жира ускоряется в присутствии щелочей и кислот.
В результате гидролиза происходит расщепление связей в молекулах глицеридов при действии воды, причем элементы воды присоединяются по месту возникающих свободных валентностей с образованием двух структурных элементов жиров - жирных кислот и глицерина. Участвующая в реакции вода диссоциирует на водород и гидроксил. Водород присоединяется к кислотному остатку, а гидроксил - к спиртовому радикалу. Практически процесс распада триглицеридов протекает последовательно, с образованием промежуточных продуктов реакции - моно- и диглицеридов:
триглицерид диглицерид
диглицерид моноглицерид
моноглицерид глицерин
Первая ступень гидролитического распада протекает с наибольшей скоростью, поэтому в результате гидролиза триглицеридов в первую очередь накапливаются продукты начальной ступени гидролиза - диглицериды, а затем продукты второй ступени гидролиза - моноглицериды. Свободный глицерин образуется в заметных количествах лишь на глубоких стадиях гидролитического распада жиров, когда кислотное число достигает 20. [5]
Выделяющиеся в результате гидролиза свободные жирные кислоты сохраняют свою пищевую ценность. В то же время накопление в жире моноглицеридов улучшает усвоение жиров в организме.
Глубина гидролитического распада определяется содержанием свободных жирных кислот и характеризуется величиной кислотного числа жира (КЧ). Жиры, содержащиеся в незрелых семенах растений, отличаются наличием большего количества свободных жирных кислот. По мере созревания семян кислотность жира в них снижается. В масле полностью созревших семян свободные жирные кислоты отсутствуют, но в процессе извлечения его из сырья и хранении они образуются вследствие гидролиза. При хранении масличных семян в условиях относительно высокой температуры и повышенной влажности процесс гидролиза в масле протекает особенно интенсивно. Масло даже свежей выработки из семян, хранившихся в неблагоприятных условиях, может иметь высокое кислотное число. Этот показатель сильно возрастает и при неудовлетворительных условиях хранения масла.
При хранении жиров скорость гидролитического распада увеличивается под воздействием фермента липазы, содержащегося в жирах или вырабатываемого некоторыми микроорганизмами. Животные и растительные ткани всегда содержат в большем или меньшем количестве этот жирорасщепляющий фермент. При получении масел и жиров, особенно при их плохой первичной очистке, в жиры часто попадают тканевые элементы, содержащие липазу. Поэтому плохо профильтрованные жиры могут при хранении расщепляться, в результате чего кислотное число их увеличивается. Это особенно заметно при хранении нерафинированного влажного касторового масла. В очень влажном жире могут развиваться плесени и дрожжи, которые вырабатывают два фермента: липазу и липоксидазу. Липаза гидролизует жиры, а липоксидаза окисляет жирные кислоты и глицериды. При повышенной влажности активность ферментов не прекращается даже при температуре ниже О °С. Липаза легко разрушается при нагревании жира до 80 °С.
Скорость гидролитического расщепления жиров находится в прямой зависимости от концентрации водородных ионов, которые, как и ионы гидроксила, являются катализаторами этой реакции. Процесс гидролиза протекает значительно быстрее в присутствии некоторых металлов или их оксидов, например Zn, ZnO, CaO, MgO.
Низкомолекулярные кислоты сильно меняют вкус и запах жира. По этим изменениям и определяется пищевая порча жира. Из-за гидролиза особенно сильно изменяются органолептические показатели коровьего и кокосового масел, имеющих в своем составе низкомолекулярные летучие жирные кислоты. Высокомолекулярные жирные кислоты вкуса и запаха не имеют, а потому увеличение их содержания при гидролизе не изменяет органолептических показателей жира. [5]
Прогоркание и осаливание жира
Образовавшиеся в начальной стадии окисления жира пероксидные соединения подвергаются дальнейшим химическим превращениям с тем большей скоростью, чем больше в нем содержится пероксидов. Молекулы глицеридов разрушаются и в жире накапливаются многочисленные и разнообразные продукты окисления: оксикислоты низкомолекулярные ангидриды кислот, альдегиды, кетоны, спирты и их эфиры с низкомолекулярными кислотами, а так же продукты глубокого окисления (оксид и диоксид углерода, вода).
Образующийся при прогоркании жира глицерин по мере накопления превращается в эпигидриновый альдегид. В жире накапливаются вещества, обладающие неприятным запахом и вкусом. Так, гептиловый альдегид даже в незначительных количествах придает жиру характерные прогорклые запах и вкус.многие из образовавшиеся продуктов окисления вредны для здоровья. Систематическое употребление в пищу испорченного жира приводит к тяжелым заболеваниям.
В зависимости от преобладающего направления химических изменений окисляющегося жира различают:
· Прогоркание, когда окисление сопровождается накоплением низкомолекулярных продуктов распада;
· Осаливание, когда приемуществено происходит образование оксикислот, их полимеризации и конденсация.
Накопление летучих кислот характеризует степень глубокого разрушения жира, т. е. его прогоркание, признаки которого становятся заметными прежде других признаков окислительной порчи. Но при отрицательных температурах окисление протекает в форме осаливания.
При прогоркании жиры белого цвета желтеют, т.к. образуются окрашенные продукты окисления. Прогоркание протекает двумя путями: с преимущественным образованием альдегидов - альдегидное прогоркание или с образованием кетонов - кетонное прогоркание.
Альдегиды образуются в результате химических превращений перекисей, сопровождающихся разрывом молекул жирных кислот по месту присоединения к ним кислорода, а также в результате действия глицирина.последний может образовыватся в результате окисления жирных кислот. Образование альдегидов бесспорно свидетельствует о порче жира.
Возможности образования кетонов многообразны. Одна из форм - β-окисление жиров под действием микроорганизмов. Кетонное прогоркание животных жиров не типично и возможно лишь при окислении жира в составе жировой ткани. Это не означает однако, что при прогоркании топленных жиров в них не накапливаются кетоны.
Процесс осаливания жиров сопровождается появлением специфичного салистого запаха и повышением температуры плавления. При осаливании жиры теряют свою естественную окраску в связи с окислением природных пигментов. Осаливание характеризуется образованием оксисоединений типа RCHOH - CHOHR в результате окисления жирных кислот и их эфиров. Оно происходит путем взаимодействия кислот и их радикалов с пероксидом водорода, накапливающимся в жире при его окислении и присоединяющегося по месту двойной связи, или же путем присоединения воды к пероксидной группе. Кроме того, оксисоединения могут появляться в жире в качестве промежуточных продуктов окисления при альдегидном прогоркании жира. [2]
ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА СПОСОБОВ И МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ
Консервирование холодом - самый распространенный способ сохранения качества мяса и мясопродуктов, и в отличие от посола, сушки, нагревания и копчения при этом в значительной мере сохраняются первоначальные свойства и качество свежего продукта. На мясокомбинатах холодильной обработке подвергают все перерабатываемое сырье.
Понятие холодильная обработка включает процессы охлаждения, подмораживания, замораживания и размораживания.
В данной главе рассмотрим способы и режимы охлаждения мяса.
Мясо и мясопродукты охлаждают в воздушной среде, воде или рассолах. Говяжье, свиное в полутушах и баранье в тушах размещают в помещения камерного и туннельного типа.
Важнейшими регулируемыми параметрами охлаждения продуктов в воздушной среде являются температура, скорость движения воздушной среды и ее влажность. Быстрое охлаждение продукта до температуры, неблагоприятной для развития микрофлоры, обеспечивает повышение его стабильности и экономически выгодно, т. к. при этом уменьшается усушка и увеличивается коэффициент использования холодильных мощностей.
В настоящее время используют одно- и двухстадийные методы охлаждения. При одностадийном охлаждении устанавливают температуру близкую к криоскопическому значению. Интенсификация процесса достигается за счет увеличение скорости движения воздуха 0,1 …2 м/с и понижение температуры в камере до - 3 … - 5 0 С (таб. 3)
Таблица 3. Параметры охлаждения мяса различных видов
| Способ охлаждения и тип мяса | Параметры охлаждающего воздуха | Продолжительность, ч | |
| Температура, 0С | Скорость, м/с | ||
| Медленное, для всех видов мяса | 0,16…0,2 | 28…26 | |
| Ускоренное, для всех видов мяса | 0,3…0,5 | 20…24 | |
| Быстрое: | |||
| Для говядины | - 3…- 5 | 1…2 | 12…16 |
| Для свинины | - 3…- 5 | 1…2 | 10…13 |
| Для баранины и козлятины | - 3…- 5 | 1…2 | 6…7 |
Температура и скорость движения воздуха в холодильных камерах должны быть одинаковыми во всех точках расстояние между полутушами 30…50 мм; нагрузка на один погонный метр подвесного пути для говядины составляет 250 кг, для свинины - 200 кг.
Двухстадийное охлаждение проводят при температуре на 1 этапе - 1 … - 15 0С, скорости движения воздуха 1…2 м/с; на 2 этапе (период доохлаждения) температура воздуха - 1… - 1,5 0С, скорость движения воздуха 0,1 …0,2 м/с (таблица 4).
Таблица 4. Параметры двухстадийного охлаждения
| Охлаждение, вид мяса | Стадия | Параметры охлаждающего воздуха | Температура в толще бедра | Продолжительность, ч | |
| Температура, 0С | Скорость, м/с | ||||
| Быстрое: | |||||
| Для говядины | -4…-5 | 1…2 | 10…12 | ||
| -1…-1,5 | 0,1…0,2 | 8…10 | |||
| Для свинины | -5…-7 | 1…2 | 6…8 | ||
| -1…-1,5 | 0,1…0,2 | 6…8 | |||
| Сверхбыстрое: | |||||
| Для говядины | -10…-11 | 1…2 | 15…18 | 6…7 | |
| -1…-1,5 | 0,1…0,2 | 10…12 | |||
| Для свинины | -10…-15 | 1…2 | 15…18 | 4…5 | |
| -1…-1,5 | 0,1…0,2 | 10..15 |
Потери в двустадийном охлаждении мясных полутуш сокращаются на 20…30%.
Медленное охлаждение парного мяса имеет ряд недостатков. Прежде всего из-за значительных потерь влаги поверхность туши покрывается сплошной плотной корочкой подсыхания, которая в дальнейшем может набухать, что снижает устойчивость мяса к микробиальной порче при хранении.
Быстрое охлаждение обеспечивает хороший товарный вид за счет быстрого образования корочки подсыхания, позволяет уменьшить потери массы мяса и увеличить срок хранения. Уменьшается продолжительность процесса. При быстром снижении температуры замедляется или полностью подавляется развитие микрофлоры.
Разработан так же трехстадийный способ охлаждения. Температура на 1 стадии - 10…-12 0С, на второй -5…-7 0С при скорости воздуха 1…2 м/с в течении 1,5 и 2 ч. Третий этап - доохлаждение - при температуре около 00С и скорость воздуха не более 0,5 м/с.
При охлаждении мяса при отрицательных температурах мясо становится жестким, что обусловлено развитием холодильного сжатия. Для снижения холодного сокращения разработан способ механического растягивания туш. Следовательно, чтобы предотвратить или хотя бы ослабить отрицательное влияние холодного сокращения на качество мяса, нужно попытаться сохранить исходную длину быстро охлажденного мяса. Этого можно достигнуть под действием собственного веса туши или жестко закрепив туши, находящиеся в парном состоянии. [1]
ГЛАВА 4. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ СЫРЬЯ
Требования по показателям технологической обработки. На тушах, полутушах, четвертинах мяса, а также в мясе, замороженном в блоках, выпускаемом в реализацию, промышленную переработку и хранение не допускается наличие остатков внутренних органов, кровоподтеков, сгустков крови, бахромок, побитостей, загрязнений. Свинина в шкуре не должна иметь остатков щетины. На замороженном и подмороженном мясе не допускается наличие льда и снега.
Мясо должно быть хорошо обескровленным. Плохо обескровленное мясо имеет темный цвет; при пробной варке получают мутный бульон с обилием мелких коричневых хлопьев, которые потом образуют осадок. Длительно хранившееся в замороженном состоянии плохо обескровленное мясо при пробной варке дает мутный бульон темно-серого цвета. Плохо обескровленное мясо быстро подвергается микробиальной порче, так как кровь является благоприятной средой для развития микроорганизмов.
Мясо, замороженное более одного раза, имеет потемневший цвет поверхности, а также изменившийся цвет соединительной и жировой ткани за счет вытекающего мясного сока. Поверхность разруба у повторно замороженного мяса темно-красная, тогда как у замороженного однократно - розовато-красная. При прикосновении пальца или теплого ножа к этой поверхности у повторно замороженного мяса не происходит заметного изменения цвета, а у замороженного однократно в месте прикосновения появляется пятно ярко-красного цвета.
Значительная часть импортируемого мяса поступает в виде бескостных отрубов, упакованных в полимерную пленку и картонные ящики. В таком мясе и замороженном в блоках мясе дополнительными признаками повторного замораживания являются: наличие инея на поверхности мяса под полимерной пленкой и замороженный мясной сок на нижней стороне отруба или блока.
Для реализации в торговле и общественном питании не допускаются деформированные туши и полутуши свинины, свинина четвертой категории с пожелтевшим шпиком, подсвинки без шкуры.
На промышленную переработку и в общественное питание направляется мясо с зачистками и срывами подкожного жира, превышающими 15% поверхности говяжьей полутуши или четвертины, 10% поверхности бараньей туши. Такое же направление использования имеет свинина с зачистками от кровоподтеков и побитостей, превышающими 10% поверхности или со срывами подкожного жира на площади более 15% поверхности полутуши или четвертины.
На промышленную переработку и в общественное питание направляется мясо в полутушах с неправильным разделением по позвоночнику (с оставлением целых тел позвонков или дроблением их); говядина и баранина свежие, но с потемнением в области шеи. Мышцы шейной части имеют темный цвет за счет повышенного содержания миоглобина в мышечной ткани работающих мышц. Кроме того, при убое скота капилляры шейной части наполняются кровью, которая не удаляется при обескровливании. При окислении пигментов мышцы темнеют еще больше.
Требования к качеству мяса по показателям свежести. В послеубойный период в мясе могут протекать автолитические, микробиальные и химические процессы, которые приводят к ухудшению качества мяса или его порче. По показателям свежести различают мясо свежее, сомнительной свежести и несвежее. Свежее мясо направляется в реализацию и используется для промышленной переработки. Мясо сомнительной свежести не принимается для реализации в торговле и общественном питании. По решению органов ветеринарно-санитарной службы оно может быть направлено на промышленную переработку. Несвежее мясо уничтожается или утилизируется.
К мясу сомнительной свежести можно отнести мясо с признаками ослизнения поверхности без постороннего запаха; с признаками плесневения на начальной стадии (очаговые колонии плесени); со слабо-кислым запахом или с оттенком затхлости. При наличии указанных изменений обнаруживаются и другие признаки снижения качества. Подробная характеристика органолептических показателей для свежего, сомнительной свежести и несвежего мяса представлена в ГОСТе.
Требования к качеству мяса по показателям безопасности. Для охлажденного и замороженного мяса убойных и диких животных установлены единые нормы содержания токсичных элементов (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, медь, цинк); антибиотиков (кроме мяса диких животных); нитрозоаминов (сумма нитроздиметиламина и нитроз-диэтиламина); пестицидов (гексахлорциклогексан - a-, b-, g-изомеры, ДДТ и его метаболиты). Нормы по содержанию радионуклидов (цезия-137 и стронция-90) различаются для мякотных тканей мяса, костей, а также для мяса сельскохозяйственных и диких животных.
Оценка качества любого вида мяса проводится и по микробиологическим показателям: КМАФАнМ - количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов; БГКП - бактерии группы кишечной палочки. Выявляется наличие патогенных и условно патогенных, в том числе сальмонелл. [5]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Жиры - одна из основных групп веществ, входящих, наряду с белками и углеводами, в состав всех растительных и животных клеток. В организме животных различают запасные и плазматические жиры. Запасные жиры откладываются в подкожной клетчатке и в сальниках и являются источником энергии. Плазматические жиры структурно связаны с белками и углеводами и входят в состав большинства мембран. Жиры обладают высокой энергетической ценностью: при полном окислении в живом организме 1 г жира выделяется 38,55 кДж, что в два раза больше, чем при окислении 1 г белка или углевода. Благодаря низкой теплопроводности <https://www.chemport.ru/chemical_encyclopedia_article_3667.html> жиры играют важную роль в теплорегуляции животных организмов, предохраняя животных, особенно морских, от переохлаждения. Вследствие своей эластичности жиры играют защитную роль в коже позвоночных и в наружном скелете насекомых. Жиры - необходимая составная часть пищи. Норма потребления взрослым человеком - 80-100 г/сут.
Животные жиры представляют собой смесь триглицеридов высших жирных кислот и сопутствующих веществ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Рогов И. А., Забашта А. Г., Казюлин Г. П. Технология мяса и мясных продуктов. Книга 1. - М. 2009.
2. С. Дэвис. Установление сроков хранения продуктов питания.- 2009.
. Журавская Н. К., Отряшенкова Л. М. Исследование и контроль качества мяса и мясопродуктов.- 1985.
. Соколов А. А. Физико-химические и биохимические основы технологии мясопродуктов. - 1965.
5. www.Grandars.ru <https://www.grandars.ru/>