Созревание мяса. Способы повышения нежности

Колбасы. Копчение.
Теги: колбасы производство колбас

Уровень развития автолитических изменений в мясном сырье, степень его созревания во многом предопределяют качество готовых цельномышечных изделий. Как известно, в основе созревания мяса лежит совокупность автолитических превращений химических веществ, результатом которых являются положительные изменения свойств сырья: формируется нежная консистенция, сочность, специфические аромат и вкус. Такие изменения наступают после разрешения мышечного окоченения под действием гидролитических ферментов и других физико-химических факторов. В технологической практике нет установленных показателей полной зрелости мяса, а следовательно, и точных сроков созревания. Это объясняется прежде всего тем, что вышеперечисленные свойства мясосырья формируются не одновременно. Так, например, жесткость мяса значительно уменьшается за 5-7 суток после убоя при температуре хранения 0-4 °С, а органолептические показатели достигают оптимума на 10-14-е сутки. Это обстоятельство необходимо учитывать как при хранении, так и при переработке сырья. При этом применительно к производству цельно-мышечных мясопродуктов отмечается целесообразность применения охлажденного сырья не менее чем после 3-суточной выдержки на созревании. Именно за этот период в результате многоплановых и взаимосвязанных биохимических и физико-химических процессов начинают значительно изменяться такие важные характеристики мяса, как водосвязывающая, эмульгирующая и адгезионная способность, нежность, цвет, вкус и аромат, являющиеся базовыми для готовых соленых изделий. Непосредственная причина их трансформации - изменение микроструктуры мяса, углеводной системы и состояния белков. Принимая во внимание, что в I части кратких курсов - "Эмульгированные мясопродукты" анализу подвергались аспекты, связанные с формированием у сырья эмульгирующей и водосвязывающей способности, в данном издании нам представляется целесообразным более подробно остановиться на теоретических вопросах, предопределяющих получение выраженной нежности и требуемых органолептических показателей у готовой продукции. Высокие сочность и нежность являются одними из главных органолептических показателей готовой продукции, степень проявления которых зависит от прижизненных, послеубойных и технологических факторов. К прижизненным факторам относятся: вид, пол, порода, возраст, характер откорма, упитанность животного, анатомическое происхождение частей туши. При этом из практики мясного производства хорошо известно, что мясо говядины жестче мяса свинины; сырье молодых животных более нежное и сочное, чем у старых; мясо грудореберной части жестче мяса заднетазовой. К послеубойным факторам относят степень и характер развития автолитических процессов, происходящих в мясном сырье под действием тканевых ферментов после прекращения жизни животных. В связи с этим рассмотрим явления, имеющие место в сырье с неразрешенной морфологической структурой, на разных этапах автолиза. В парном состоянии мышечные волокна имеют наибольший диаметр и плотно прилегают друг к другу. На стадии посмертного окоченения наблюдается сокращение мышечных волокон и их деформация, что обусловлено образованием актомиозинового комплекса. В последующий период происходит разрыхление мышечных волокон, их распад на саркомеры, в дальнейшем отмечается разволокнение миофибрилл, их поперечный распад, растворение ядер. Одной из причин этих изменений является повышенная активность тканевых протеаз. Смещение рН в кислую сторону за счет накопления молочной кислоты, наличие ионов кальция в системе и разрушение лизосомальных мембран сопровождается увеличением общей активности тканевых катепсинов, что создает условия для протеолитического гидролиза мышечных белков на стадии созревания мяса. По имеющимся литературным данным, изменение нежности мясного сырья при созревании в основном обусловлено феноменом действия комплекса эндогенных протеаз на отдельные элементы и белковые фракции миофибрилл, причем на характер и глубину деструкции миофибриллярных белков оказывают влияние такие факторы, как рН и температура, ионная сила, длина саркомеров. В частности, необходимо учитывать, что скорость посмертного гликолиза минимальна при температуре около 17 °С и возрастает при ее повышении или понижении. Зависимость роста психрофилов от температуры среды (скорость роста при 2°С условно принята за 1,00) Температура оказывает существенное влияние на деятельность ферментов. Идентичный результат созревания и нежности мяса (говядина) может быть достигнут при следующих параметрах выдержки: - при 0 °С - за 10 суток - при 10 °С - за 4 суток - при 20 °С - за 1,5 суток. Однако повышение температуры сопряжено одновременно с опасностью развития психрофильных микроорганизмов. В связи с этим обстоятельством в зарубежной практике широко используют ступенчатые режимы созревания (охлаждения и хранения): I режим: 1 сутки при 5 °С и последующие 5 суток при О °С; II режим: 5 суток при О °С и последующие 1 сутки при 5 °С. Воздействие на мясное сырье импульсов переменного электрического тока (электростимуляция) непосредственно после убоя животных ускоряет процесс созревания, повышает нежность, снижает вероятность развития "холодного сокращения" мышц и появления у сырья признаков PSE и DFD. При электростимуляции скорость гликолиза увеличивается 2-2,5 раза, интенсивный ферментативный распад мышечных волокон протекает на фоне их активного сокращения и физической деструкции под действием электрических импульсов, отмечается появление трещин в миофибриллах, имеет место дестабилизация структуры и частичный разрыв сшивок коллагена, что в совокупности обеспечивает выраженный эффект повышения нежности. Одновременно ослабление жесткости структуры увеличивает проницаемость мембран мышечной ткани, в результате чего скорость посола ускоряется в 1,2-1,3 раза. Следует иметь в виду, что при прижизненной обработке свиней наилучший результат дает высоковольтная электростимуляция; низковольтная может провоцировать появление признаков PSE и снижение водо-связывающей способности.  Влияние электростимуляции на свойства мяса разных групп (через 24 часа после ЭС). Считается, что ток высокого напряжения можно применять при соблюдении соответствующих мер безопасности в течение первого часа после убоя, в то время как обработка током низкого напряжения эффективна только в течение нескольких минут после смерти животного. При этом существенное влияние на величину рН оказывают частота тока и длительность электростимуляции. Так, в случае обработки током баранины тушу достаточно стимулировать в течение 45 сек. через 5 мин после убоя, чтобы обеспечить необходимую нежность мяса. Через 25 мин после убоя для достижения того же эффекта на стимуляцию потребуется времени в 2 раза больше. У крупного рогатого скота на обработку электротоком требуется 40-60 мин. Таблица  Как видно из таблицы, отражающей результаты исследований, проведенных G.Smith, мясо полутуш, подвергнутых электростимуляции, было более нежным, ароматным, содержало меньше обнаруживаемой органолептически соединительной ткани, имело более низкие величины усилия среза по сравнению с контрольными образцами. Различные виды мышц по-разному реагируют на электростимуляцию. Наибольшее повышение нежности отмечалось в двуглавом, среднем, ягодичном и полуперепончатом мускулах и почти не наблюдалось в полусухожильном и большом поясничном мускулах. На разные мышцы по-разному влияет форма волны при электростимуляции. Для longissimus dorsi предпочтительна волна с 14,3 импульсами/с, а для semimembranosus с 40 импульсами/с. Показано, что электростимуляция не влияет на сумму красящих пигментов, но заметно увеличивает концентрацию оксимиоглобина. После обработки электрическим током (300 В, 19,4 А, 400 циклов в секунду, 30 мин) говяжьих полутуш (взятых через 1 час после убоя) мышцы приобретают светло-красный цвет, в то время как контрольные остаются пурпурно-красными. Различий в количестве микрофлоры в контрольных и подвергнутых электростимуляции образцах мяса не наблюдалось. Вместе с тем в процессе хранения при 5 "С степень развития микроорганизмов была выше в тушах, не подвергнутых электростимуляции: первые признаки порчи были обнаружены у них на 5-е сутки хранения, а в электростимулированных тушах - только на 7-8-е сутки. Обращает на себя внимание тот факт, что уже к 1982 году в США электростимуляцию внедрили более 100 мясокомбинатов, в том числе самые крупные - "IBR", "MBPXL" и "Monfort". Один из них имеет производительность 4000 голов в день. Оборудование для подведения электротока к тушам поставляют фирмы Le Fiell Co., Omeco-St.John, Britton Mfg. и др. Широко применяют электростимуляцию предприятия в Австралии и Новой Зеландии. В СНГ для проведения как низковольтной, так и высоковольтной электростимуляции применяют установки типа Я10-ФОЭ, причем процесс обработки осуществляют либо после закаливания животного, либо перед подачей полутуш в холодильник. В разные годы электростимуляцию использовали мясокомбинаты в городах: Смоленск, Борисов, Жлобин, Артемьевск, Улан-Удэ, Нижний Тагил, Новосибирск. Одним из простых, доступных и популярных способов, позволяющих направленно активировать деятельность протеолитических ферментов и задержать процесс образования актомиозинового комплекса, является введение в мясо после убоя растворов хлорида натрия, фосфатов, ферментных препаратов, бак. заквасок. Шприцевание в парное сырьё 10% к массе мяса рассола и последующая выдержка при температуре 0-4 "С обеспечивают существенное повышение нежности и уровня водо-связывающей способности по сравнению с традиционными режимами созревания. Американские специалисты рекомендуют с этой целью вводить рассолы, в состав которых входит около 1% поваренной соли. Хороший эффект улучшения консистенции и повышения сочности говяжьего сырья может быть получен при введении шприцеванием 15-30% рассола. Как весьма перспективное направление расценивается использование рассолов, содержащих молочнокислые бактерии типа Streptococcus diacetilactis, при подготовке говядины и свинины, предназначенных для производства соленых и штучных изделий. Продукты жизнедеятельности молочнокислых заквасок интенсифицируют процесс протеолиза, вызывают разрыхление коллагеновых пучков и их набухание, снижают жесткость сырья, способствуют накоплению свободных аминокислот и ароматоформирующих веществ. Для реализации вышерассмотренных способов ускорения созревания предложена специальная схема шприцевания говяжьих полутуш после убоя с применением 6-12 игл. При этом 2-3 иглы вставляют в бедренную часть, по одной - в филейную часть, у конца поясничной мышцы, в грудной отруб, в реберную часть, в каждую мышцу голени, в шейную часть и параллельно мышцам лопатки. Как правило, используют перфорированные иглы (с 8-12 отверстиями) длиной 170 мм и диаметром 6 мм. Следует иметь в виду, что повышение нежности исходного сырья может быть достигнуто за счет механических способов его обработки. В частности, введение в мышечную ткань воды, газов, воздуха под давлением 1,8-2,2 х 10° Па позволяет значительно улучшить консистенцию (вследствие разрыхления структуры и разрывов грубых соединений) и цвет сырья. Наилучшие результаты дает применение смеси газов (85% азота, 12% СО2, 1-3% СО) или совместное введение воды (3-5% к массе парной туши) и газов. Использование интенсивных способов механической обработки (тендеризация, тумблирование, массирование) обеспечивает: - разволокнение структуры сырья; - растяжение сокращающихся мышц; - разрушение поверхностных слоев мышечных клеток, мембранных структур; - набухание миофибриллярных белков; - разрыв связей между актином и миозином; - повышение активности катепсинов на. 12-20%. В результате возрастает адгезионная и водосвязывающая способность мяса, повышается нежность сырья, ускоряются процессы автолитического характера. Эффективность тендеризации, тумблирования, массирования зависит от конструктивных особенностей устройств, состояния и структуры сырья, выбранных режимов обработки и других факторов. Принимая во внимание широкое распространение процессов тендеризации, массирования и тумблирования в технологии цельномышечных мясопродуктов и многоцелевой характер их использования, детальное рассмотрение механизма, параметров и технических средств осуществления применительно к различным видам сырья будет проведено в отдельном разделе данной книги. Необходимо отметить, что в ходе автолиза происходит гидролиз как мышечных, так и соединительно-тканных белков, о чем свидетельствуют данные, характеризующие состояние коллагена на разных этапах выдержки сырья. Развариваемость коллагена, максимальная в парном мясе, резко понижается на стадии посмертного окоченения. Дальнейшее хранение мяса приводит к увеличению степени дезагрегации коллагена при нагревании. Несомненно влияние на гидротермическую устойчивость коллагеновых волокон оказывает состояние основного вещества соединительной ткани. Очевидно, при накоплении молочной кислоты в процессе гликолиза и изменении величины рН коллаген соединительной ткани приобретает положительный заряд, который может нарушить его нативную трехспиральную структуру и облегчить проникновение молочной кислоты внутрь молекул. Разрушение лабильных поперечных связей в фибриллах коллагена под действием молочной кислоты усиливает их реакционную способность и приводит к их размягчению. Электронограммы элементов внутримышечной соединительной ткани: I - непосредственно после убоя. II - после выдержки сырья при 4 °С в течение 28 суток. В - фрагменты структуры эндомизия; Д - фрагменты структуры перимизия. В качестве наглядной иллюстрации данного положения можно рассмотреть электронограммы элементов внутримышечной соединительной ткани  и характер их трансформации в процессе созревания. Механическая обработка (ножевая тендеризация, тумблирование, массирование), электростимуляция дают возможность улучшить структурно-механические свойства сырья с высоким содержанием соединительной ткани. Если большинство вышерассмотренных способов ускорения процесса созревания сырья и повышения нежности являлись результатом активации эндогенных ферментных систем мяса, то одно из самых современных и, очевидно, перспективных направлений развития мясной промышленности, основанных на биотехнологических принципах, связано с использованием экзогенной ферментации животного сырья. Суть данного способа заключается в улучшении функционально-технологических и структурно-механических свойств низкосортного мяса за счет введения в него ферментных препаратов. Экзогенную ферментацию осуществляют ферментами, которые выделяют из поджелудочной железы мелкого рогатого скота и свиней, из печени и желудка дальневосточного краба и внутренностей морских рыб. Эти ферментные комплексы обладают широким спектром биологического воздействия: протеолитической, липолитической, коллагенозной активностью. Другая группа ферментов - растительного происхождения включает в себя папаин, бромелин, фицин. Относительно недавно обнаружена высокая активность к актину, миозину и коллагену у актинидина - фермента, выделенного из плодов киви. Имеется ряд ферментов, продуцируемых специальными штаммами микроорганизмов. В частности, высокой коллагеназной активностью обладает ферментный комплекс Р. Wortmanit. С практической точки зрения, наиболее вероятно использование пепсина и трипсина, имеющих высокую активность к мышечным белкам; папаина и ренниномеина Г10Х, способных вызывать деструкцию коллагена соединительной ткани. При выборе того или иного вида ферментного препарата необходимо учитывать его свойства, растворимость в технологических растворах, каталитическую активность при различных значениях температуры, рН среды и концентрации нейтральных солей. В частности, ренниномеин Г10Х имеет следующие оптимальные условия для деятельности: рН - в диапазоне 6,5-7,3; температурные пределы 35-45 "С; наличие поваренной соли в системе ингибирует активный центр фермента и снижает протеолитическую активность ферментного препарата. Необходимо отметить, что ренниномеин Г10Х обладает преимущественно коллагеназно-эластазной активностью, в результате чего соединительно-тканные прослойки в мясном сырье после ферментной обработки гомогенизируются, теряют прочность, легко гидролизуются в процессе термообработки. Наиболее эффективно действие ферментного препарата проявляется при концентрации 0,05-0,07% ренниномеина Г10Х к массе сырья, который вносят в виде раствора или вводят в составе рассола. В процессе последующей выдержки сырья в посоле либо на созревании фермент вызывает модификацию функционально-технологических свойств, что особенно важно применительно к говядине, имеющей повышенную жесткость и низкую концентрацию тканевых протеолитических ферментов. Говоря о развитии ферментативных процессов при созревании мяса и о их влиянии на функционально-технологические свойства сырья, не следует забывать о том, что в результате протеолиза одновременно имеет место накопление веществ, влияющих на вкус и аромат готовых мясопродуктов. В первую очередь к ним относятся продукты распада белков и пептидов (глютаминовая кислота, гипоксантин, рибоза, инозин, монофосфорная кислота), углеводов (молочная, пировиноградная кислота, глюкоза, фруктоза), липидов (низкомолекулярные жирные кислоты), а также креатин, креатинин и другие азотистые экстрактивные вещества. В формировании запаха играют существенную роль некоторые эфиры, спирты, карбонильные соединения, серосодержащие вещества, предшественниками которых являются цистин, цистеин и метионин. Выраженность отдельных оттенков аромата и вкуса зависит от вида соединений, их количества и пороговой концентрации. Накопление продуктов распада белков достаточно отчетливо отмечается после 48 час выдержки сырья и достигает максимума на 5-7 сутки. В это же время интенсифицируется процесс формирования специфического вкуса и запаха, максимум выраженности которых достигается на 10-14 сутки при низких положительных температурах хранения мяса. Количество накапливающихся вкусо-ароматических веществ варьируют в зависимости от условий обработки сырья и, в частности, от параметров его выдержки, тендеризации, условий посола и т.д. Имеются также предложения по направленному регулированию процесса накопления вкусо-аромати-ческих соединений в сырье за счет введения в него стартовых культур, бактериальных заквасок, содержащих молочнокислые микроорганизмы, молочной сыворотки (включающей пепсин, химозин, значительное количество молочно-кислых бактерий типа Str. lactis, L. plantaruin, L. casei, а также молочную кислоту) и т.д. Таким образом, рассмотрение сущности процессов созревания мясного сырья, методов его интенсификации, способов повышения нежности мяса, приемов регулирования вкусо-ароматических характеристик дает возможность обоснованно и направленно подходить к выбору и обоснованию параметров отдельных технологических операций при производстве цельномышечных мясопродуктов.

Автор:  Сергей Челноков

Показать все статьи