Файл: Сикорский, З. Технология продуктов морского происхождения.pdf

Энергию, необходимую для выполнения дальнейшей работы, организм получает в результате реакции фосфорилирующего гликолиза. При разложении 1 моля глюкозы до молочной кис­ лоты в отсутствии кислорода образуется 3 моля АТФ. Послед­ ней возможностью образования АТФ является трансфосфори­ лирование АДФ:

Однако это малоэкономичный процесс, так как на образова­ ние 1 моля АТФ расходуется 2 моля АДФ, а образующаяся аденозинмонофосфорная кислота (АМФ) очень быстро подвер­ гается дезаминированию

Реакции, снабжающие мышцы энергией для выполнения ра­ боты, можно представить в виде следующей схемы:

Креатишросфат

Мышца может работать до исчерпания резервов; перед смертью усилия животного приводят к использованию запасов аденозин-5-трифосфата и веществ, служащих для его регенера­ ции, включая гликоген. Молочная кислота, образующаяся в ре­ зультате гликолиза, постепенно проникает в кровь. Концентра­ ция молочной кислоты в крови утомленной рыбы долго возра-

Рис. 9. Содержание гли­ когена и молочной кисло­ ты в крови и мышцах трески, утомленной 30минутным плаванием в возбужденном состоянии

И :

мышцах; 3 — молочная кислота в крови.

71

стает еще и после прекращения работы мышц (рис. 9). Через несколько часов отдыха накопленная молочная кислота используется для повторного синтеза гликогена в печени за счет энергии, выделяющейся при полном окислении небольшого количест­ ва продуктов разложения. В первой фазе молочная кислота окисляется в результате дегидрирования до пировиноградной кислоты

сн3 сн,

снон + наг^ 5- 5 5 — ■с=о * надн ♦ н*

СОО” 1 'Лаптат НАД q q q -

Пировиноградная кислота подвергается окислительному декарбоксилированию до ацетилкофермента А

СН-С-СООН * KoA-SH - НАД* temeumuaV ’ CH3-C-SKoA»С08+ НАДН + Н*

Кофермент А является субстратом, входящим в цикл трех­ основных органических кислот. В этом цикле происходит полное окисление до С 02. Пиридиновые кофермёнты, восстанавливаясь во время этого процесса, по очереди передают электроны и про­ тоны кислороду посредством системы флавиновых ферментов и цитохромов, в результате чего образуется вода:

V, о,

В случае обескровливания животного во время убоя часть образовавшейся молочной кислоты удаляется с кровью, что сле­ дует учитывать при рассмотрении биохимического состояния утомленного животного.

Смерть не приостанавливает все биохимические процессы, происходящие в мышцах животного. В первоначальный период после смерти животного благодаря наличию резервов кислорода в миоглобине в мышцах идут дальнейшие изменения в присут­ ствии кислорода. У теплокровных животных можно наблюдать возрастание температуры мяса на 2—3° в результате воздействия тепла, выделяющегося при этих процессах в случае отсутствия действенной системы регулирования температуры. Когда исчер­ пываются запасы кислорода, начинают преобладать фермента­ тивные реакции бескислородного характера.

П р е в р а щ е н и я у г л е в о д о в . Большое влияние на тех­ нологическую пригодность сырья оказывают реакции гликогенолиза и дальнейшие превращения продуктов, образующихся в ре­ зультате этих реакций.

Большое количество исследований проведено по ферментам, участвующим в превращениях гликогена. Мак Леод [50] пока­ зал, что ткани рыбы содержат те же гликолитические фермен­

72

ции под влиянием автолиза мышц и в присутствии ионов хлора имеет температурный оптимум при

pH 5,1 и в пределах 7—7,5. Гликозилтрансфераза а-1,4-глюка- нортофосфат (фосфорилаза гликогена) имеет максимумы актив­ ности при pH 5,5 и 6,7, а фосфоглюкомутаза, т. е. фосфотрансфераза при pH 8,9. Пезацки косвенно подтвердил влияние хлори­ стого натрия на активность амилазы мышц свиньи. Прове­ денными исследованиями было установлено, что в мясе, в кото­ рое был добавлен хлористый натрий (3%), накапливалось боль­ ше мальтозы и меньше глюкозы и фруктозы, чем в контрольных пробах, а pH соленого мяса был выше на 0,3.

В мышцах рыбы, как и в мышцах других животных, глико­ ген диссимилирует двумя путями. При фосфорилирующем гли­ колизе происходит разрыв глюкозидных связей в положении 1 :4 при участии неорганического фосфора и образуется эфир глюкозо-1-фосфат, первый субстрат в ходе реакции Эмбдена, Мейергофа, Парнаса. Частички глюкозы, присоединенные в ме­ стах разветвления цепей гликогена при помощи 1:6-глюко- зидной связи, гидролитически отщепляются под действием 6-глюкангидролазы декстринов (рис. 10). Одновременно в

результате амилолитического гидролиза при участии 4-глюкан- . гидролазы а-1,4-глюкана гликоген подвергается разложению до декстринов и мальтозы, а глюкогидролазы cc-D-глюкозидов ка­ тализируют гидролиз гликогена и мальтозы до глюкозы. Соотно­ шение этих двух путей гликогенолиза в мясе рыбы посмертно зависит от конкретных условий, влияющих на активность отдель­ ных ферментов. После смерти рыбы в ее тканях при определен­ ных условиях в процессе распада гликогена образуется рибоза и рибозо-5-фосфат. Это свидетельствует о том, что, кроме упомя­ нутых путей реакции, имеется пентозо-фосфатный цикл [73].

Концентрация продуктов разложения гликогена изменяется во времени. В процессе хранения рыбы во льду растворимые углеводы подвбргаются частичному вымыванию водой, образую­ щейся при таянии льда, и вступают в дальнейшие химические реакции или разлагаются под влиянием микроорганизмов. Из­ менения содержания углеводов в мышцах трески во время хра­ нения показаны на рис. 11. Ход кривых содержания отдельных компонентов соответствует изменению вкуса рыбы, ощущаемо-

73

Рис. 11. Изменение содержания сахаров и их фосфорных эфиров в мышцах трески во время хранения [42].

Продолжительность хранения, сутки

Распад гликогена (G1~P, GB~P,F1-P,F0P) 10 ГлюкозаНО * Распаднуклеотидоб(М-Р,ffS-Р, ридоза) 10~г

му с первых дней посмертного хранения (постепенное исчезно­ вение сладковатого привкуса, присущего очень свежему сырью).

С н и ж е н и е pH м я с а рыбы. Сразу после смерти рыбы реакция ее мяса обычно нейтральная или слабощелочная. У мя­ са неутомленных особей pH обычно составляет от 7 до 7,35. В случае фосфорилирующего гликолиза, проходящего до стадии

pH

Рис. 12. Содержание молочной кислоты и изменение реакции мышечной ткани (pH) обескровленной форели при температуре около 273 К (0° С) [85]:

1 — молочная кислота в неутомленной рыбе; 2 — молочная кислота в утомлен­ ной рыбе; 3 — pH утомленной рыбы; 4 — pH неутомленной рыбы.

74

образования молочной кислоты, а также в результате других ферментативных реакций, pH мяса изменяется согласно харак­ терной кривой, показанной на рис. 12. У большинства видов рыб pH бывает не ниже 6,5—6,2, однако в мясе палтуса зафиксиро­ вано pH 5,6, а в мясе тунца даже 5,4 [53].

Образование молочной кислоты в количестве 1% снижает pH мяса примерно на 1,8. Однако обычно в мясе рыбы не быва­ ет такого количества молочной кислоты. Шарп [58] установил, что в мясе пикши, хранившейся при температуре от 273 до 271 К (от 0 до минус 2°С), даже при исходном содержании гликогена 0,6—0,85% максимальное количество образующейся молочной кислоты не превышает 0,45%. Это отвечает уменьшению содер­ жания сахаров в мясе на 50—70%. При таком содержании мо­ лочной кислоты распад гликогена приостанавливается.

На pH мяса после смерти рыбы влияет также рост буферной емкости вследствие разложения органических фосфатов. Самая низкая точка на кривой изменения pH мяса определяется физи­ ологическим состоянием рыбы перед смертью от удушья или перед убоем. Утомление или возбуждение рыбы во время пред­ смертной агонии влечет за собой уменьшение запасов гликоге­ на и, следовательно, количества молочной кислоты, образую­ щейся в результате гликолиза после смерти рыбы.

Содержание гликогена в мясе рыбы непосредственно после вылова составляет от 0,01 до 1,5% в зависимости от типа мышц, упитанности и утомленности жи'вотного [53]. В мышцах питаю­ щейся трески, выловленной ловушками, в момент поднятия уло­ ва на палубу судна, содержится в среднем около 0,5% гликоге­ на. В мясе хорошо упитанных спокойных особей трески содер­ жание гликогена составляет около 0,7% ■В то же время в мясе трески тралового промысла вследствие утомления рыбы во вре­ мя траления содержание гликогена снижается до 10—20 мг на 100 г мяса, а начальное содержание молочной кислоты состав­ ляет в среднем около 300 мг на 100 г мяса [27].

Нижняя граница pH проходит около 5,4, при этой реакции среды наступает задержка ферментативных реакций гликолиза. Не все количество гликогена, разлагающегося в мясе рыбы, пре­ вращается в молочную кислоту. В первый период после смерти рыбы при наличии запасов кислорода часть пировиноградной кислоты подвергается окислению согласно реакциям цикла трикарбоновых кислот. В дальнейшем прекращение роста количе­ ства молочной кислоты при соответствующем распаде гликогена может быть вызвано потерей активности оксиредуктазы L-лак- тат: НАД и воздействием других ферментов [53]. Скорость ре­ акции распада гликогена и образования молочной кислоты в мя­ се рыбы в большой степени зависит от температуры (рис. 13).

Р а з л о ж е н и е н у к л е о т и д о в . Важную роль в посмерт­ ных процессах, проходящих в мышцах рыб, играют ферменты разложения нуклеотидов. От их действия зависят технологиче-

75

Рис. 13. Влияние темпе­ ратуры на изменение со­ держания гликогена и молочной кислоты в мясе неутомленной трески

[53].

бремя, прошедшее с момента, смерти, ч

ские и вкусовые свойства рыбного сырья. Мышечные фосфогидролазы играют решающую роль в процессах, приводящих к воз­ никновению посмертного окоченения и их активность использу­ ется для определения изменений, происходящих при денатура­ ции белков.

Содержание АТФ в мясе неутомленной рыбы составляет 500—800 мкмоль на 100 г мяса и очень быстро уменьшается во время ее хранения. Нуклеотиды постепенно разлагаются до инозина, который может подвергаться расщеплению под воздей­ ствием гидролазы или рибозилтрансферазы.

Установлено, что свободная рибоза накапливается в мясе рыбы в больших количествах, чем фосфорные эфиры пентоз; следовательно, гидролитический распад инозина проходит бо­ лее активно. Разложение нуклеотидов можно в упрощенном ви­ де представить следующим образом:

Первый этап реакции в охлажденной льдом рыбе проходит в течение первого дня после вылова. Только в замороженной сра­ зу после вылова рыбе реакции могут продолжаться в течение нескольких месяцев до тех пор, пока не израсходуются резервы гликогена. Дефосфорилирование ИМФ проходит значительно активнее, чем первый этап реакции. Третий этап реакции внача­ ле обычно идет медленнее второго, благодаря чему происходит значительное накопление инозина. Четвертый период идет мед­ ленно. Реакции, при которых ИМФ превращается в гипоксантин, вызывают исчезновение желательного вкуса свежей рыбы, так как 5-мононуклеотиды обладают способностью усиливать вкус мяса. При этом обязательным условием является связь пятого

76

атома углерода рибозы с фосфатной группой и присутствие гид­ роксильной группы при шестом атоме углерода пуринового ос­ нования. Таким образом, присутствие инозинмонофосфата в мя­ се рыбы желательно с точки зрения улучшения его вкуса.

Дефосфорилирование ИМФ в мышцах проходит до полного израсходования субстрата или до момента инактивации фермен­ та. Распад ИМФ можно остановить, связав ионы Mg++, активи­ зирующие действие фосфогидролазы рибонуклеотида. Наличие лишь 0,8 мкмоль этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЕДТА) в 1 г мяса у многих видов рыб задерживает реакцию дефосфо­ рилирования. Этим способом можно значительно улучшить вку­ совые свойства продукта [30].

Первые два периода реакции разложения нуклеотидов идут под воздействием эндогенных ферментов, присутствующих в ры­ бе. Только в третьем периоде к действию ферментов рыбы при­ соединяется действие ферментов микроорганизмов.

Наряду с аденозинфосфатами в мясе рыбы имеются также другие нуклеотиды, которые не имеют существенного значения с точки зрения технологии из-за небольшого содержания. Возмож­ но, что часть нуклеотидов появляется в мясе вследствие фермен­ тативного гидролиза нуклеиновых кислот.

П р е в р а щ е н и я б е л к о в и рос т pH. В настоящее время еще неизвестно точно, каким изменениям подвергаются миофибриллярные белки вследствие созревания мяса. Установлено только, что при гомогенизации созревшего мяса получают час­ тицы миофибрилл меньшего размера, чем при гомогенизации мяса сразу после убоя, что созревание увеличивает количество актина, растворимого в соляном растворе, и вызывает разруше­ ние структуры миофибрилл в районе линии L.

Морфологические изменения в миофибриллах рыб, идущие вовремя посмертного хранения, исследовали Токива и Мацумия

(Bull. Jap. Soc. Sci. Fish, 1969, 35, 11, 1099—1109), определяя степень измельчения миофибрилл после их стандартной гомоге­ низации. Установлено, что мышцы разных видов рыб неодина­ ково подвержены измельчению миофибрилл (табл. 17). С уве­ личением времени хранения во льду уменьшается устойчивость миофибрилл к измельчению, при этом сохраняется видовая спе­ цифичность. Если сравнивать способность к измельчению с про­ теканием посмертных процессов, проявляющихся в изменении реологических свойств мяса после смерти, можно заметить, что мышцы рыб, долго сохраняющих свежесть, имеют волокна, бо­ лее устойчивые к измельчению. ,

Обнаружено также, что подверженность дроблению больше в мышцах рыбы, хранившейся в неразделанном виде, чем в ви­ де филе.

Можно считать, что изменение измельчаемое™ является ре­ зультатом действия катепсинов мышц во время хранения рыбы после смерти на белок альфа-актин, образующий материал

7 7