Морфологічний і хімічний склад м'яса
М'ясом– вважають сукупність м'язової, сполучної, кісткової, жирової тканин в їхньому природному співвідношенні із залишком крові. Ці тканини мають неоднакову харчову цінність, а тому їх співвідношення впливає на споживні властивості м'яса.
Частка окремих тканин залежить від виду і породи тварин, статі, віку, вгодованості, частини туші (табл.8.1).
Таблиця 8.1.
Частка окремих тканин, % до розробленої туші
| Тканина | Говядина | Свинина | Баранина |
| М'язова | 57-62 | 39-58 | 49-56 |
| Жирова | 3-16 | 15-45 | 4-18 |
| Сполучна | 9-12 | 6-8 | 7-11 |
| Кісткова | 17-29 | 10-18 | 20-35 |
| Кров | 0,8-1 | 0,6-0,8 | 0,8-1 |
М'язова (мускульна) тканина– є основною їстівною частиною м'яса. Вона має найвищу харчову цінність. М'язова тканина складається з м'язових волокон і міжклітинної речовини. М'язове волокно становить сильно витягнену (до 15 см) клітку. Воно складається з оболонки (сарколеми), ядра, плазми (саркоплазми) і міофібрил. Група м'язових волокон утворює первинний м'язовий пучок, оточений сполучнотканинною оболонкою. Первинні пучки об'єднуються в пучки вторинні, третинні, що відповідно оточені сполучнотканинними оболонками, які називають перемізієм, а в сукупності утворюють м'яз (мускул). М'яз також оточений оболонкою - фасцією. М'язи можна відділити один від одного за фасціями і використати відповідно до харчової цінності.
За будовою і характером скорочення м'язових волокон розрізняють поперечно-смугасту, гладку і серцеву тканини.
Поперечно-смугаста м'язова тканина – становить основну частку м'яса і скорочується залежно від волі тварини. Вона характеризується високою поживною цінністю завдяки вагомій частці повноцінних білків. Назва тканини походить від особливостей розміщення міофібрил у волокні, коли їхні темні (анізотропні) і світлі (ізотропні) ділянки перебувають на одному рівні й утворюють суцільні поперечні світлі і темні смуги, які чергуються між собою.
Від розміщення м'язів і функцій, які вони виконують, залежить якість м'яса. М'язи, які інтенсивно працювали за життя тварини (м'язи шиї, грудей, живота і передніх кінцівок), містять більше сполучної тканини, тому жорсткіші, їхня харчова цінність невисока. М'язова тканина старих тварин також жорстка, а колір її темніший, ніж у молодих тварин.
М'язова тканина – становить найбільш складну і найбільш цінну в харчовому відношенні частину м'яса. Вона є основним джерелом білка і деяких інших важливих поживних речовин для організму людини. До складу м'язової тканини входять, %, білки - 18,5-22; жири – 2-3; азотисті екстрактивні речовини - 0,9-2,5; вуглеводи - до 1,5; мінеральні речовини - 1-1,4; вода - 72-75%.
Білки– займають близько 80% сухого залишку м'язової тканини, з них близько 85% належать до повноцінних. Окремі частини м'язового волокна характеризуються відповідним складом. Наприклад, до складу міофібрил в основному входять: міозин, актин, актоміозин і тропоміозин.
Міозин– становить 35% усіх білків м'язової тканини. Він містить близько 20 амінокислот, включаючи всі незамінні. Під час оброблення соляними розчинами переходить у витяжку. Короткочасною дією трипсину на міозин розщеплюють його на два білки, які називають мероміозинами: важкий Н-мероміозин і легкий L-мероміозин. Н-мероміозин має ферментативну активність і здатність зв'язуватися з іншим білком міофібрил-актином. Міозин здатний поглинати і втримувати велику кількість води, що дуже важливо для отримання доброї і стійкої емульсії фаршу варених ковбас.
Актин– становить 12-15% усіх м'язових білків і може бути у фібрилярній і глобулярній формі. Останній розчинний у воді. Фібрилярний актин здатний взаємодіяти з міозином, утворюючи актоміозин.
Актоміозин– є скелетом міофібрил, а кількість його залежить від глибини дозрівання м'яса. У теплому м'ясі його міститься близько 3,7%. Актоміозин у розчинах вирізняється високою в'язкістю, здатністю різко скорочуватися за відповідних концентрацій іонів калію і магнію.
До складу саркоплазми м'язового волокна входять: міоальбумін, глобулін X, міоген, міоглобін.
Глобулін X – займає 20% усіх білків м'язів, розчиняється в соляних розчинах, має ферментативні властивості.
Міоген– займає близько 20% білків м'язів, розчиняється у воді. Це група білкових речовин, яка виконує в основному ферментативні функції, зв'язані з окислювальним перетворенням вуглеводів та інших сполук.
Міоглобін- дихальний пігмент м'язової тканини, забарвлює її в червоний колір. Він є складним білком типу хромопротеїдів, розкладається під час гідролізу на білок глобін і небілкову групу гем, до складу якої входить двовалентне залізо.
Міоглобін міститься у м'язовій тканині великої рогатої худоби залежно від віку, % на сиру тканину: телят - 0,1-0,3, дорослих тварин - 0,4-1,0, старих тварин - 1,6-2,0. Кількість міоглобіну у свинині становить 0,3-0,7%. М'язи, які інтенсивно працюють, містять більше міоглобіну і темніші, ніж ті, що мало працюють.
Зміна кольору м'яса після забою тварин залежить від перетворень міоглобіну в поверхневому шарі м'ясної туші. Це зумовлено тим, що міоглобін може з'єднуватися з деякими газами, утворюючи нові сполуки. Під час окислення киснем він переходить у яскраво-червоний оксиміоглобін, який за подальшого окислення перетворюється на метміоглобін. Це дуже стійка сполука, яка міцно утримує кисень. Внаслідок цієї реакції залізо із двовалентного переходить у тривалентне, а м'ясо набуває буро-коричневого забарвлення.
Під час коптіння м'ясних продуктів міоглобін або оксиміоглобін взаємодіє з окисом вуглецю, утворюючи карбооксиміоглобін - міцну сполуку вишнево-червоного кольору. З окисом азоту міоглобін утворює нітрозоміоглобін. Цей своєрідний метод збереження кольору м'яса використовується в ковбасному виробництві під час соління м'яса з додаванням нітриту натрію. Під час нагрівання м'ясних продуктів відбувається денатурація білка глобіну, і нітрозоміоглобін переходить у нітрозогемохромоген яскраво-червоного кольору, характерного для готових ковбасних виробів.
Міоглобін може також взаємодіяти з сірководнем у присутності кисню, утворюючи сульфоміоглобін жовто-зеленого кольору. Це спостерігається під час гниття м'яса або зберігання теплих нерозібраних тушок птиці.
Азотисті екстрактивні речовини – виділяють із м'яса гарячою водою (80°С). До них належать креатин, креатинін, аденозінфосфати, карнозин, ансерин, гіпоксантин, вільні амінокислоти та інші. Вони поліпшують якість м'яса, зумовлюють його характерний смак і аромат, сприяють процесам травлення, засвоєнню їжі людиною. Частина екстрактивних речовин (вітаміни, гормони та ін.) є біологічно активними, деякі суттєво впливають на дозрівання м'яса після забою тварин. М'ясо дорослих тварин містить більше екстрактивних речовин і має вираженіший смак, аніж м'ясо молодих тварин.
Сполучні тканини– виконують в організмі механічну функцію, зв'язуючи окремі тканини між собою і скелетом, беруть участь у побудові інших тканин і виконують захисні функції. Зі сполучних тканин побудовано сухожилля, суглобні з'єднання, оболонки м'язів, хрящі дихальних шляхів, кровоносні судини та ін.
Основними структурними утвореннями сполучної тканини є колагенові і еластинові волокна, які зумовлюють жорсткість м'яса. Залежно від співвідношення цих волокон змінюються і властивості відповідних видів сполучної тканини.
Пухка сполучна тканина складається в основному з колагенових і частково з еластинових волокон, які утворюють складну сітчасту структуру. Вона входить до складу всіх органів, є між органами і в підшкірній клітковині. У деяких місцях організму вона містить багато жирових клітин.
Щільна сполучна тканина в основному складається із сильно розвинених колагенових волокон, розміщених паралельними пучками. Тому вона має високу міцність. З неї побудовано сухожилля мускулів, зв'язки і фасції.
Еластинова сполучна тканина побудована з дуже товстих еластинових волокон. Вона входить до складу потилично-шийної зв'язки, м'яз живота і стінок аорти.
Сполучні тканини – містять від 21 до 40% білків, більшість яких неповноцінні. Основними серед них є колаген, еластин, ретикулін, муцини і мукоїди.
Колаген(з гр. - клеєутворювальний) – не містить триптофану і має мало метіоніну. Він набрякає у воді, а за тривалого нагрівання у воді переходить у водорозчинну форму - желатин (глютен), який утворює дуже в'язкі розчини.
Еластин– не розчиняється навіть у гарячій воді. На нього не діють протеолітичні ферменти, крім еластази. Вважають, що він практично не засвоюється організмом.
Кісткова і хрящові тканини – є різновидами сполучної тканини. Кісткова тканина найбільш щільна і складається з клітин, які мають багато відростків. З їхньою допомогою клітини з'єднуються одна з одною і з каналами, якими надходять поживні речовини.
Кісткова тканина містить у середньому 20-25% води, 30% білків і 45% неорганічних сполук.
Органічні речовини – складаються переважно з колагену і незначної кількості еластину, альбумінів, глобулінів, муцинів і мукоїдів, а також жиру. Вміст жиру в різних кістках коливається в широких межах - від 3,8 до 27%. Найбільша кількість жиру припадає на трубчасті кістки (17-27%), найменша - на грудні (3,8%).
Хрящі– містять 60-70% води, 17-20 білків, 2-10 - мінеральних речовин, 3-5 - жиру і близько - 1% глікогену. З них виготовляють желатин, клей і м'ясокісткове борошно.
Кров. Частка її коливається від 4,5 до 8,3% до живої маси тварин. Під час забою виділяється до 60% крові, яка міститься в тілі тварин.
Кров забійних тварин містить 16-19% білків, 0,6-1,0% жиру, 0,8-0,9% мінеральних речовин. Для харчових цілей використовують кров звичайну, кров'яну плазму (з виділеними форменими елементами) і сироватку (не містить білка фібріногену).
Зміни в м'ясі після забою
Після забою тварин і під час зберігання в м'ясі відбуваються зміни під дією тканинних ферментів і мікроорганізмів, які потрапляють у м'ясо з повітря. Найбільш суттєві фізико-хімічні і біохімічні зміни м'язової тканини, зв'язані з процесом дозрівання м'яса, коли воно набуває потрібної соковитості, ніжної консистенції, здатності до набрякання, а також специфічного приємного смаку й аромату, що проявляється після термічної обробки.
Залежно від часу після забою тварин і змін якісних показників автолітичні зміни м'яса умовно ділять на три послідовних стадії: посмертне заклякання, дозрівання і глибокий автоліз. Відповідно до цих стадій змінюється і стан м'яса.
М'ясо безпосередньо після забою тварин, тобто тепле, має послаблену м'язову тканину, високу вологомісткість. Кількість міцно зв'язаної вологи становить 80-90% загального його вмісту у м'ясі. Таке м'ясо характеризується високим вмістом АТФ (близько 160 мг%), у присутності якої актин і міозин перебувають у незв'язаній один з одним формі, рН теплого м'яса 7-7,3. Варене м'ясо має ніжну консистенцію, але без вираженого аромату, характерного для дозрілого м'яса. Тепле м'ясо рекомендують використовувати для виробництва сосисок, сардельок і варених ковбас, що забезпечує підвищення виходу готової продукції на 2%.
Посмертне заклякання настає через 2-3 години після забою тварини і починається з м'язів шиї. М'язи твердіють, втрачають здатність розтягуватися, набувають максимальної пружності, значно збільшується їхня жорсткість і опір до розрізання. Таке м'ясо після термічної обробки грубе, не соковите, без специфічного смаку й аромату, бульйон від варіння такого м'яса каламутний.
Біохімічні процеси в м'язовій тканині зумовлені відповідними ферментативними процесами.
Розкладання глікогену відбувається під дією амілолітичних ферментів з утворенням проміжних (мальтоза, глюкоза та ін.) і кінцевого продукту гідролізу - молочної кислоти. Це забезпечує зниження рН до 5,5-5,8, гальмування розвитку гнилісних мікроорганізмів і створює сприятливіші умови для функціонування тканинних ферментів, які зумовлюють наступне дозрівання м'яса. Біохімічні процеси у м'язовій тканині великою мірою зумовлені розкладанням креатин-фосфату (КФ) і АТФ. КФ становить багату енергією сполуку. Разом з АТФ його вважають своєрідним акумулятором енергії, яка використовується в процесі скорочення м'язів. Величина залишків КФ впливає на розвиток посмертних змін, сповільнюючи їх на початковій фазі тим інтенсивніше, що більше КФ міститься у м'язах. Основна кількість АТФ у м'язовій тканині великої рогатої худоби розкладається в межах 30 годин.
Тому розкладання АТФ і зниження рН вважають безпосередньою причиною виникнення заклякання. М'язові волокна зберігають свою еластичність тільки у присутності АТФ.
Зниження вмісту АТФ сприяє сполученню актину з міозином з утворенням нерозчинного актоміозину. Вологоутримувальна здатність м'яса різко падає, внаслідок чого зростає його жорсткість. Вміст зв'язаної води після двох діб зберігання м'яса знижується до 58% загальної кількості вологи у м'ясі. Водночас змінюється структура м'язових волокон, частково руйнуються зв'язки міофібрил із саркоплазмою, м'язи твердіють і скорочуються.
Деякі вчені вважають, що пружність м'язової тканини зростає також і тому, що внаслідок розкладанням АТФ утворюється міозинглікогеновий комплекс.
Зниження ступеня гідратації м'язових білків частково зумовлено зниженням величини рН, розкладанням АТФ і утворенням актоміозинового комплексу.
Виникнення і тривалість процесу заклякання залежать від дозабійного стану тварини, швидкості охолодження і температури зберігання м'яса. Заклякання м'яса домашньої птиці і кроликів настає швидше, ніж інших видів м'яса. У м'язах молодих тварин заклякання розвивається швидше, ніж у старих.
Дозрівання м'яса - це сукупність змін властивостей м'яса, зумовлених поглибленням автолізу, внаслідок яких м'ясо набуває добре вираженого аромату й смаку, стає м'яким і соковитим, більш вологомістким і доступним дії травних ферментів порівняно з м'ясом у стані посмертного заклякання.
Дозріле м'ясо має специфічний запах, після варіння стає соковитим і ніжним, бульйон із дозрілого м'яса прозорий, смачний і ароматний, з багатьма великими краплями жиру на поверхні.
Під час дозрівання відбувається дисоціація актоміозину на актин і міозин і перехід актоміозину зі скороченого в послаблений стан. Активізуються протеолітичні ферменти, які здійснюють частковий протеоліз білків, у тому числі міозину. Білки дістають більше позитивних зарядів, що збільшує їхню гідратацію. Завдяки цьому підвищується водозв'язувальна здатність м'язової тканини, яка на шосту добу досягає 85-87% водозв'язувальної здатності теплого м'яса.
Подальше розм'якшення м'язової тканини, яке відбувається під час дозрівання, зв'язане з руйнуванням структурних елементів м'язового волокна під впливом протеолітичних ферментів. Найбільш помітним діям піддаються білки саркоплазми, обмеженому протеолізу - міофібрилярні білки. Цього достатньо для розпушення структури і збільшення ніжності м'язової тканини.
Серед інших змін - розкладання міозинглікогенового комплексу, часткове підвищення величини рН, обмежене зростання концентрації солей кальцію, збільшення вмісту вільних амінокислот, поліпшення розварювання колагену внутрішньом'язової сполучної тканини.
Тривалість дозрівання м'яса залежить від температури, вгодованості, віку тварин і становить для яловичини за 0°С 12-14 діб, 3-10°С - 6 діб. Баранина, свинина і м'ясо птиці дозрівають швидше. Якщо м'ясо заморожено теплим, процес дозрівання прискорюється в розмороженому стані.
Псування м'яса. Тривале зберігання дозрілого м'яса в охолодженому стані призводить до глибоких автолітичних процесів у ньому: білки і жир розкладаються на простіші сполуки, внаслідок чого змінюється консистенція, смак, запах і колір м'яса. Воно набуває в'ялої консистенції, кислого смаку, затхлого лежалого запаху, коричневого відтінку, з нього виділяється багато водянистого соку.
Загар м'яса - це псування, яке виникає за повільного охолодження і заморожування теплих туш великої маси і вищої вгодованості. Порушуються нормальні ферментативні процеси в глибинних шарах м'яса, зумовлені недостатнім тепло- і газообміном із зовнішним середовищем. М'ясо характеризується сильнокислим запахом, розм'якшеною консистенцією і коричневато-червоним або сіруватим кольором м'язів із зеленуватим відтінком.
Найбільш поширені ознаки мікробіологічного псування м'яса - ослизніння, гниття, пліснявіння, інколи кисле бродіння. Ослизніння виникає у разі порушення умов зберігання, різких коливань температури і відносної вологості повітря, недостатнього охолодження туш.
Гниття - це процес глибокого розкладання білків м'яса під впливом гнильних бактерій. Воно може відбуватися в аеробних і в анаеробних умовах. На початковій стадії гниття супроводжується гідролізом білків на полі-, діпептиди і амінокислоти. Останні залежно від виду мікроорганізмів і температурно-вологісних умов зберігання м'яса можуть піддаватися дезамінуванню, декарбоксилюванню, окисленню або відновленню.
Найчастіше спостерігається дезамінування амінокислот, внаслідок якого у м'ясі накопичуються кетокислоти, оксикислоти, спирти, альдегіди, аміак, інші амінокислоти, насичені і ненасичені жирні кислоти, у тому числі леткі.
Декарбоксилювання амінокислот відбувається під дією декарбоксилаз з утворенням вуглекислого газу й амінів. Багато амінів отруйні, в тому числі з тирозину утворюється тирамін, гістидину - гістамін, лізину - кадаверін. Потім аміни піддаються подальшим хімічним перетворенням, продукти яких вирізняються меншою фізіологічною активністю. Цим пояснюється вища отруйна дія м'яса на ранніх стадіях його гнильного псування порівняно з м'ясом на глибших стадіях псування.
Одна і та сама амінокислота може піддаватися дезамінуванню і декарбоксилюванню, внаслідок чого утворюються різні сполуки. Наприклад, з тирозину утворюються крезол і фенол, а з триптофану - індол і скатол - сполуки з неприємним запахом і отруйними властивостями.
На глибоких стадіях гниття з сірковмісних амінокислот (цистин, цистеїн і метіонін) утворюються сірководень, аміак, меркаптани.
Основні ознаки гниття м'яса - зміна кольору до синьо-червоного, сіро-зеленого або зеленого; неприємний запах; збільшення пористості м'яса; зниження його пружності, а пізніше в'яла і тягуча консистенція.
Стійкість м'яса до гниття залежить від багатьох чинників: температури зберігання, відносної вологості повітря, якості і виду м'яса. М'ясо від худих, хворих або втомлених тварин може містити мікрофлору не тільки на поверхні, а й всередині, тому гниття в ньому відбувається одночасно в різних шарах.
Пліснявіння м'яса зумовлено розвитком на поверхні плісневих грибів. Воно супроводжується розкладом білків з утворенням продуктів лужного характеру, сприятливих для розвитку гнилісної мікрофлори. Якщо м'ясо ушкоджено плісенню на поверхні, його промивають 20-25%-им розчином кухонної солі або 3-5%-ою оцтовою кислотою з подальшим провітрюванням і підсушуванням.
Процеси бродіння найбільш помітні під час анаеробних перетворень вуглеводів м'яса з утворенням піровиноградної, молочної, оцтової, масляної кислот, а також вуглекислого газу. Особливо інтенсивно може розвиватися молочнокисле бродіння в печінці і конині. Такі продукти мають кислуватий і неприємний запах і смак, а також змінене забарвлення. На них швидко розвиваються пліснява і слизоутворювальні бактерії.