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

Посмертное окоченение часто вызывает сокращение мышц. Установлено, что сокращение полосок красных мышц рыбы при наступлении посмертного окоченения при температуре 293 К (20° С) достигает 52%, а белых мышц только 15% [53]. Такое явление (контракция) наблюдается у филе и не отмечается у целой рыбы (сокращению мешает позвоночник).

С течением времени посмертное окоченение проходит вслед­ ствие дальнейших необратимых изменений белков, определяе­ мых как созревание и автолиз мяса.

В О Д О У Д Е Р Ж И В А Ю Щ А Я С П О С О Б Н О С Т Ь МЯСА

Вода составляет до 80% от общей массы мяса рыбы. Рас­ сматривая гистологическое строение мышцы, можно заметить, что вода находится в разных частях мяса в неодинаковых ко­ личествах (например, в клетках, в межклеточных пространст­ вах, в соединительной ткани) и образует растворы соединений различной концентрации. Тот факт, что только часть воды, при­ сутствующей в мясе в таком большом количестве, вытекает из него при применении относительно высокого давления, свиде­ тельствует о удержании воды в тканях под действием опреде­ ленных сил. Обширные исследования явлений удержания воды

вструктуре мышц были проведены Райнером Хаммом [34]. Связывание воды в тканях можно исследовать, определяя

кривую сорбции при использовании сублимированного мяса в атмосфере с переменной относительной влажностью (рис. 20). Вначале при очень низкой относительной влажности окружаю­ щего воздуха абсорбируется небольшое количество воды (око­ ло 4%). При этом освобождается относительно большое коли­ чество энергии (2,8—3,8 ккал/моль), что свидетельствует о крепкой связи воды в мышцах. Отрезок кривой, показывающий связывание этой воды, описывается уравнением изотермы Ленгмюра и выражает одномолекулярную адсорбцию. Воды, которая впитывается в мясо при очень низкой относительной влажности, недостаточно для покрытия всей поверхности бел­ ковых цепей одним слоем молекул. Следует отметить, что моле­ кулы воды связываются через гидрофильные группы белков: карбоксильные, аминные, карбониловые, гуанидиновые и фе­ нольные.

Сродство полярных групп белковой частички с диполем во­ ды неодинаково (о чем свидетельствуют разные электроемко­ сти атомов, входящих в состав этих групп), поэтому эти груп­ пы различаются по степени участия в связывании одномолеку­ лярного слоя. По мере роста относительной влажности среды отдельные гидрофильные центры связывают следующие дипо­ ли воды до полного насыщения. При очень низкой относитель­ ной влажности (около 6%) одна частичка воды приходится на две аминогруппы, тогда как при влажности 60% одна амино-

88

■связь структуры первого порядка; 2 — связь структуры второго порядка.

группа связывает два с половиной диполя воды. Рост влажно­ сти до 60% вызывает связывание белком дополнительного ко­ личества воды (также 4—6%)- В то время как первая порция воды создает слой между соседними полипептидными цепями, вода, связанная на втором этапе, вероятно, образует второй слой. Вследствие этого каждая из соседних полипептидных це­ пей получает собственную в некоторых местах многослойную водную оболочку. Образование водородных связей между ди­ полями воды и гидрофильными центрами белков можно пред­ ставить в виде схемы, показанной на рис. 21.

Количество воды, связанной с полярными группами белков говядины, по данным Хамма, составляет около 16 г на 100 г белка, т. е. около 4,5% общего количества воды, содержащейся в свежем мясе. По данным Воскресенского, в мясе трески име­

89

ется 29—32% связанной воды по отношению к сухому вещест­ ву, что составляет 5,8—6,4% от общего количества воды в мя­ се [84].

Вода, связанная непосредственно с гидрофильными центра­ ми белков, имеет более низкую упругость пара и температуру замерзания, чем вода, связанная с полярными группами бел­ ков. Ее очень трудно удалить из мяса замораживанием и суш­ кой. Количество связанной воды не изменяется во время хране­ ния мяса, а уменьшение или увеличение диссоциации полярных групп белков практически не влияет на содержание гидратационной воды. Полярные группы белков сохраняют способ­ ность связывать диполи воды даже тогда, когда соседние полипептидные цепи соединяются при помощи поперечных связей между диссоциированными аминными и карбоксильными группами аминокислотных остатков.

При более высокой относительной влажности воздуха субли­ мированное мясо снова проявляет гигроскопичность, поглощая так называемую структурно свободную воду. Она однако не присоединяется непосредственно через гидрофильные центры белков, но образует следующие слои поляризованных молекул воды вокруг полипептидных цепей. Чем больше расстояние этих диполей от полярных групп белка, тем меньше силы, связы­ вающие молекулы. Следующая часть свободной воды, так назы­ ваемая микрокапиллярная вода, конденсируется в порах мяса диаметром менее 0,1 нм, образуя раствор веществ, содержащих­ ся в тканях. Во время вторичного оводнения сублимированного филе или во время мойки перед замораживанием вода проника­ ет также в поры большего диаметра. Это так называемая макрокапиллярная вода. Все силы, которые вызывают уплотне­ ние структуры белков, вызывают переход определенного коли­ чества микрокапиллярной воды в макрокапиллярную (свобод­ ную), вытекающую из мяса под действием небольших сил. Свободная вода, составляющая основной компонент клеточного сока, образуется в результате биохимических или физических процессов, вызывающих изменения в структуре белков.

Все виды воды, за исключением макрокапиллярной, часто называют гигроскопичными, так как они проникают в высушен­ ное мясо уже при соприкосновении с влажным воздухом.

Способность мяса или фарша к удержанию собственной и добавленной воды, не только связанной дипольно, но и по­ стоянно присутствующей в белковой капиллярной структуре мышц и гомогенизированного фарша, принято называть водо­ удерживающей способностью. Это свойство обеспечивает удер­ живание воды в мясе вопреки такому внешнему воздействию, как прессование, центрифугирование, измельчение или нагре­ вание.

Водоудерживающая способность, выражается количеством воды, добавленной относительно количества мяса или белка

90

мышц и удерживаемой несмотря на действие определенной си­ лы; иногда ее определяют как отношение воды, выделенной под действием внешней силы, к общему содержанию воды в пробе.

Хамм считает, что водоудерживающая способность гомоге­ ната из говядины с добавлением 60% воды примерно на 65% обусловлена воздействием миофибриллярных белков, только на 5% свойствами миогена и на 30% участием в удержании воды в структуре гомогената небелковых растворимых веществ.

Способность мяса к удержанию собственной воды можно лучше охарактеризовать при помощи показателя водянистости. Согласно определению Хофвана (Hofwann К. Die Fleiscinirtschaft, 1971, 51, № 5, 806—807), мера водянистости мяса W (wa­ teriness) является суммой свободной жидкости и клеточной жидкости, вытекающей под воздействием внешней силы (при давлении от 0 до максимального, при котором не наблюдается уже уменьшения массы пробы). Клеточный сок, вытекающий под воздействием внешней силы, при этом измеряется как пло­ щадь под кривой зависимости объема вытекшей жидкости от давления р :

W = ] ] (р ) d p + с ,

Р= о

где р — максимальное давление, при котором уже не происходит вытекания клеточного сока;

с — количество свободно вытекшего сока.

Биофизический механизм водоудерживающей способности мяса еще не выяснен окончательно. В биологий клетки господ­ ствует мембранная теория, основанная на работах Пфепфера. Согласно этой теории решающую роль в массообмене играет оболочка клетки, обладающая свойствами полупроницаемости. Эту предпосылку принял также Тышкевич [78] в своих рассуж­ дениях относительно биофизического механизма водоудержива­ ющей способности. По его мнению, модель фрагмента мышцы имеет пространство, заполненное раствором и ограниченное обо­ лочкой, проницаемой для растворителя и непроницаемой для растворенного вещества. На основании теоретического анализа такой системы Тышкевич сделал вывод, что можно найти ис­ тинную концентрацию раствора, при которой не будет увели­ чения или уменьшения объема мышцы, помещенной в этот рас­ твор, т. е.

Исследования, проведенные с использованием растворов са­ хара, показали, что водоудерживающую способность мяса мож­ но охарактеризовать при помощи так называемой равновесной концентрации С т , т. е. такой молярной концентрации водного

91

раствора сахарозы, при которой масса помещенной в раствор пробы мяса остается без изменения. Равновесные концентрации очень хорошо коррелируют с результатами определения водо­ удерживающей способности другими методами; коэффициенты корреляции превышают 0,8 [77].

По мнению Линга [47], мембранная теория не объясняет всех явлений, связанных с удержанием воды в структуре биоло­ гических систем. Однако известно, что основную роль играет взаимодействие воды и белков, содержащихся в клетках.

Разработано несколько методов определения водоудержива­ ющей способности мяса, основанных на использовании различ­ ных факторов для отделения структурно-свободной воды, при­ сутствующей в мышцах или добавленной в них и не удержива­ емой в структуре мышцы или гомогената. Ниже описываются только те методы определения, которые чаще всего применяют­ ся в лабораторной практике.

Ме т о д с п р и м е н е н и е м ф и л ь т р о в а л ь н о й бума - г и. Этот очень простой метод быстрого определения водоудер­ живающей способности, разработанный Грау и Хаммом [34], заключается в измерении площади пятна воды, выдавленной из мяса на фильтровальную бумагу. Пробу мяса или фарша мас­ сой 300 мг, в которую добавлена вода, помещают на бумагу между двумя сжимаемыми плитками из стекла или плексигла­ са. Площадь влажного кружка на бумаге за контуром сжатой пробы мяса пропорциональна количеству выдавленной воды. В то же время под слоем сжатого мяса развивается такое высо­ кое давление, что бумага впитывает только минимальное коли­ чество воды. Создатели метода показали, что давления, разви­ ваемого при сжатии плиток руками, достаточно для удаления структурно-свободной влаги, и небольшие колебания действую­ щей силы не оказывают большого влияния на результаты опре­ деления. Для облегчения пересчета площади пятна на количе­ ство воды, выдавленной из мяса, следует установить условия определения (тип и влажность фильтровальной бумаги, количе­ ство добавленной воды, температура, продолжительность дейст­ вия силы, величина давления) и определить уравнение регрес­ сии. Существуют также модификации метода, в которых изме­ рения площади пятна заменены взвешиванием бумаги или мяса до и после определения.

Достоинствами этого метода являются возможность приме­ нения его для определения водоудерживающей способности как мяса, так и фарша; очень небольшая масса пробы; короткий (порядка нескольких минут) период определения; возможность хранения результатов определения в виде кружков бумаги с пят­ нами от выделенной воды; простота проведения определения (от­ сутствие необходимости в использовании сложной аппаратуры, за исключением аналитических весов и планиметра); сохранение линейной зависимости полученных результатов.

92