Тимошенко Н.В., Патиева А.М. Технология хранения, переработки и стандартизации мяса и мясных продуктов

Подождите немного. Документ загружается.

483

мясного сырья, так как оно неоднородно по химическому составу даже в

пределах одной категории упитанности туш, обладает различной степенью

автолитических процессов, отличается значениями рН, термическим состоя-

нием, продолжительностью и условиями размораживания и хранения. В про-

цессе промышленной переработки необходимо как можно лучше сохранить

положительные качественные характеристики пищевой ценности и техноло-

гических свойств исходного мясного сырья, а отклонения в этих показателях

уменьшить путем внедрения процессов биотехнологии. Процессы биотехно-

логии широко используются при изготовлении свинокопченостей, окороков,

сыровяленых и сырокопченых колбас и др. При технологической обработке

мяса целостность его клеток нарушается, в результате чего из них высвобож-

даются ферменты, находящиеся в активном состоянии и вызывающие био-

химические изменения различных тканей. Это способствует формированию у

готовых продуктов свойств, придающих им специфический вкус, аромат, ок-

раску и другие характеристики.

Перспективным направлением реализации биотехнологических мето-

дов в мясной промышленности является создание технологий, основанных на

использовании, как собственных ферментных систем, так и экзогенных, т.е.

целенаправленно внесенных микроорганизмов – продуцентов ферментов,

белков, незаменимых аминокислот и витаминов.

13.2 Общая характеристика и классификация ферментов

Ферменты – это высокомолекулярные вещества белковой природы,

активность которых зависит от состава и последовательности аминокислот.

Ферменты - функциональные единицы клеточного метаболизма. Дей-

ствуя в строго определенной последовательности, они катализируют сотни

многостадийных реакций, в ходе которых расщепляются молекулы пита-

тельных веществ, запасается и преобразуется химическая энергия и из про-

стых молекул-предшественников строятся макромолекулы, входящие в со-

став клетки. С помощью ферментов обеспечивается гармоничное равновесие

между различными метаболическими процессами, необходимыми для под-

держания жизнеспособности отдельных клеток и организма в целом.

В настоящее время известно и изучено почти 2000 различных фермен-

тов, многие из которых успешно применяются в медицине, пищевой техно-

логии, перерабатывающей промышленности, бытовой химии и других отрас-

лях народного хозяйства.

Основное внимание в ранний период развития энзимологии было со-

средоточено на исследовании ферментов пищеварения (пепсин, трипсин, хи-

мотрипсин) и брожения, поэтому именно они наиболее изучены. Сейчас

осознана важная роль внутриклеточных ферментов. Современный уровень

развития энзимологии характеризуется открытием их новых представителей,

которое позволило понять механизм многих фундаментальных жизненных

процессов. Знания о закономерностях развития автолитических процессов,

например, при переработке промышленных животных значительно пополни-

484

лись благодаря выделению и изучению свойств внутриклеточных протеиназ

(катепсинов) и ферментов, ответственных за двигательную функцию клетки.

Насущной проблемой энзимологии является расшифровка механизма

действия ферментов на основе изучения их химического строения, которое

обеспечивает исключительно высокую и специфическую каталитическую ак-

тивность.

По химическому составу различают однокомпонентные ферменты -

простые белки, сходные с глобулинами, которые при гидролизе образуют

только аминокислоты, и двухкомпонентные, представляющие собой сложные

белки, в которых небелковыми компонентами являются нуклеотиды, вита-

мины, металлы и т. д.

Именно благодаря ферментам клеток живого организма осуще-

ствляются различные химические превращения, обеспечивающие все про-

цессы жизнедеятельности.

Свое название ферменты получили от латинского слова «fermentum»,

что означает закваска, перебродивший сахар. Это соответствует первым

представлениям о ферментах, которые были получены при изучении броже-

ния (fermentation означает брожение). Синоним термина «ферменты» - энзи-

мы происходит от греческого слова «enzyme», что означает закваска, дрож-

жи, с помощью которых начали изучать спиртовое брожение.

Структура ферментов. На основе фундаментальных исследований ус-

тановлено, что все ферменты обладают свойствами белков, причем их ката-

литическая активность зависит от степени сохранности нативной структуры

белка.

Первичная структура ферментов, как известно, представлена последо-

вательностью аминокислот, соединенных в цепь пептидными связями. Пер-

вичная структура расшифрована для таких протеолитических ферментов, как

трипсиноген, химотрипсиноген, папаин и некоторых микробных протеиназ.

Вторичная структура молекул ферментов регулирует конформацию

ее главной цепи. Она возникает в результате образования упорядоченной

структуры в виде спирали посредством водородных связей между группами

СО - и NH - и встречается в пептидных цепях на отдельных участках.

Под третичной структурой фермента понимают специфическую ук-

ладку регулярных и аморфных участков полипептидных цепей в глобулу.

При этом углеводородные радикалы, направленные наружу по отношению к

оси спирали, образуют гидрофобное ядро молекулы фермента.

В создании и стабилизации третичной структуры принимают участие

все типы химических связей, включая ковалентные. Имеются сведения, что в

формировании третичной структуры нередко важную роль играют катионы

металлов, например в α-амилазах - это ионы кальция.

Для некоторых ферментов установлена четвертичная структура, ко-

торая возникает в результате ассоциации двух или более глобулярных субъе-

диниц с образованием составной или комплексной глобулы (например, папа-

ин или α-амилаза Bacillus subtilis).

485

Классификация ферментов. Современная классификация строится с

учетом природы, катализируемой ими реакции. Различают 6 классов фермен-

тов.

1. Оксидоредуктазы - катализируют окислительно-восстановительные

реакции (дегидрогеназы, электроназы, цитохромы).

2. Трансферазы - катализируют перенос отдельных радикалов, частей

молекул от одних соединений к другим (фосфотрансферазы, ацетилтрансфе-

разы и т. д.).

3. Гидролазы — катализируют реакции расщепления сложных органи-

ческих соединений в присутствии воды (амилазы, протеазы, эстеразы, пекти-

назы, изомеразы, оксидазы, липазы и др.).

4. Лиазы — катализируют реакции отщепления от субстратов опреде-

ленных групп с образованием двойных связей или присоединением отдель-

ных групп по месту двойных связей (например, карбоксилаза).

5. Изомеразы – ферменты изомеризации, превращающие органические

соединения в их изомеры (фосфогексоизомеразы и пр.)

6. Лигазы – катализируют синтез сложных органических соединений из

простых (например, карбоксилаза).

Учитывая значение в питании протеолитических ферментов пи-

щеварительного тракта, а также катепсинов мышечной ткани, целесообразно

остановиться на них более подробно. Тем более, что при переработке и хра-

нении сырья и продуктов животного происхождения биокаталитические про-

цессы под воздействием экзогенных аналогов различного происхождения в

последнее время получили достаточно широкую популярность. Они приме-

няются для интенсификации процессов, биомодификации сырья, улучшения

качества продуктов, увеличения их выхода, привлечения нетрадиционных

ресурсов при решении проблем экологической безопасности производств.

Согласно современной классификации, протеолитические ферменты

относятся к классу гидролаз (III) и образуют подкласс протеаз. Протеазы

обычно подразделяют на пептидазы и протеиназы. Однако, четкого разделе-

ния по этому признаку нет, так как установлено, что протеиназы (пепсин,

трипсин, папаин и др.) гидролизуют пептидные связи не только в белках, но

и в различных полипептидах. Позднее это было доказано для целого ряда

протеиназ микробного происхождения.

За последние годы значительно изменились представления о протеоли-

тических ферментах. Сейчас выяснено, что одни ферменты для своего дейст-

вия не нуждаются в присутствии примыкающих концевых карбоксильных

или аминных групп, а другим, наоборот, необходимо наличие свободных

концевых групп.

Ферменты первой группы (эндопептидазы) могут действовать на

центральные участки пептидной цепи и расщеплять молекулы белка на более

мелкие фрагменты; небольшие пептиды они расщепляют только в том слу-

чае, когда их концевые группы искусственно, химическим путем блокирова-

ны.

486

Ферменты второй группы (экзопептидазы) не могут гидролизовать

пептидные связи, находящиеся в середине цепи, и действуют (либо с карбок-

сильного, либо с аминного конца цепи), отщепляя последовательно одну за

другой концевые аминокислоты.

Часто на практике протеолитические ферменты, известные и тем более

мало изученные, подразделяют на группы в зависимости от оптимального

значения рН действия на субстраты. Как правило, выделяют три группы.

1.Щелочные протеиназы, которые стабильны и активно действуют в

области рН 5-10, хотя максимальная их активность наблюдается при рН 9,5-

10,5.

2. Нейтральные протеиназы с оптимумом рН для протеолиза около

7,0.

3. Кислые протеиназы - ферменты, активные при рН 2-5.

Протеолитические ферменты синтезируются практически всеми живы-

ми существами. Они распространены в природе и широко используются в

промышленной энзимологии. В качестве источника получения протеаз ис-

пользуются животные ткани, растения и клетки микроорганизмов.

Животные ферменты для различных целей получают из собираемого на

мясокомбинатах сырья, среди которого наибольший интерес представляют

поджелудочная железа и слизистая оболочка желудков и сычугов убойных

животных (свиней и крупного рогатого скота). Эти ткани секретируют вне-

клеточные ферменты, из которых получают кристаллические медицинские и

технические препараты пепсина, трипсина, химотрипсина, панкреатина,

коллагеназы и эластазы. В технологии переработки мяса огромную роль иг-

рают внутриклеточные протеолитические ферменты, называемые катепсина-

ми, локализованные в клеточных органеллах - лизосомах.

Из растений промышленный интерес представляют плоды дынно-

го дерева, побеги и листья инжира и отходы переработки ананасов. Техноло-

гия получения ферментных препаратов из растительного сырья отработана за

рубежом, в странах, где успешно экспортируются препараты соответствую-

щих протеолитических ферментов (папаин, фицин, бромелаин) различной

степени чистоты.

Наиболее перспективным источником получения различных протеаз

следует признать микроорганизмы, по ряду существенных преимуществ, свя-

занных с неограниченностью источников, возможностью широко варьиро-

вать свойствами и методами селекции, генетической инженерии и подбором

условий биосинтеза; широким спектром ферментных комплексов и глубиной

воздействия на различные субстраты, включая труднодоступные, а также

простотой и относительной дешевизной технологии.

Продуценты протеолитических ферментов обнаружены среди самых

различных групп микроорганизмов: бактерий (Bacillus, Micrococcus, Pseudo-

monos), микромицетов (Aspergillus, Rhizopus, Penicillium), актиномицетов

(Streptomyces, Actinomyces). На их основе у нас в стране и за рубежом созда-

но крупнотоннажное производство ферментных препаратов протеолитиче-

ского действия.

487

Ферментные препараты животного происхождения. Секрет подже-

лудочной железы и слизистые оболочки сычугов, желудков, кишечного трак-

та содержат сложный набор гидролитических ферментов, в том числе проте-

аз. Практически все животные протеазы синтезируются тканями в виде неак-

тивных предшественников – зимогенов и превращаются в активные фермен-

ты уже в самих секретах. В настоящее время эти ферменты получены в кри-

сталлическом виде и достаточно изучены. Трипсин, пепсин пищевой свиной

или говяжий вырабатываются мясной промышленностью. Однако, трипсин

не нашел практического применения вследствие его низкого температурного

оптимума и преимущественного воздействия на мышечные белки.

Трипсин. Кристаллический трипсин впервые получен Дж. Х. Нортро-

пом в 1931 году путем насыщения раствора белка коммерческого препарата

трипсина. Трипсин имеет оптимум активности в интервале рН от 7,0 до 9,0

при температуре 50

С. Относительная молекулярная масса бычьего трипсина

23800. Первичная структура бычьего трипсина состоит из 229 аминокислот-

ных остатков, соединенных пептидными связями. Трипсин гидролизует свя-

зи, в которых карбоксильные группы принадлежат основным аминокислотам

– лизину или аргинину. Трипсин не способен гидролизовать эластин и колла-

ген. Его используют, в основном, для обработки сырья, имеющего грубую

структуру мышечных волокон

Пепсин – фермент слизистой оболочки желудков свиней и сычугов

крупного рогатого скота, впервые получен Дж. Нортропом в 1929-1930 гг.

Препараты кристаллического пепсина не отличаются высокой степенью од-

нородности, что связано с наличием в слизистой желудка нескольких форм

пепсиногена (неактивной формы пепсина), а также с самоперевариванием

фермента.

Пепсин обнаружен в желудочном соке всех позвоночных.

Активация пепсиногена происходит с помощью соляной кислоты же-

лудочного сока по схеме:

[Н

]

Пепсиноген пепсин + ингибитор + смесь пептидов

Относительная молекулярная масса пепсина равна 34163. Молекула

пепсина имеет 321 аминокислотный остаток. Характерной особенностью

аминокислотного состава пепсина является подавляющее преобладание ди-

карбоновых аминокислот над основными. Изоэлектрическая точка пепсина

лежит около рН 1,0. Пепсин гидролизует белки и пептиды, но гораздо мед-

леннее, чем другие протеиназы.

Возможность использования пепсина из-за того, что оптимум его дей-

ствия при рН 1,5-2,5, ранее не рассматривалась вообще. Однако, позже было

установлено, что пепсин имеет второй оптимум протеолитической активно-

сти в области значений рН 5,6-5,9. Действие пепсина заключается в его спо-

собности инактивировать водородные и дисульфидные связи между поли-

пептидными цепями, что приводит к образованию «открытых» форм белко-

488

вых молекул мясного сырья. В результате наблюдаются морфологические

изменения мышечных, коллагеновых и эластиновых волокон и, как следст-

вие, повышается скорость и равномерность фильтрационно-диффузионного

распределения посолочных веществ по объему мяса в процессе его посола.

Коллагеназа – фермент, секретируемый в растущих или подвергаю-

щихся метаморфозу тканях земноводных и млекопитающих.

Впервые коллагенолитическая активность коллагеназы была выявлена

в хвостовом плавнике головастиков в период метаморфоза, когда в течение

нескольких дней происходит резорбция больших количеств коллагена в тка-

ни. Для определения этой активности маленькие кусочки хвостового плавни-

ка в период метаморфоза культивировали на слое коллагеновых волокон.

Спустя несколько часов на непрозрачном фоне фиксировали прозрачные зо-

ны, что указывало на высокую активность коллагеназы.

Коллагеназа головастика обладает весьма высокой специфичностью.

Этот фермент расщепляет тропоколлаген, как бы делая срез через все три це-

пи в единственном месте – вблизи аминокислотного остатка 750 в последова-

тельности из 1000 остатков. Два фрагмента, составляющие соответственно ¼

и ¾ исходной цепи, при температуре тела спонтанно развертываются и ста-

новятся доступными действию других протеолитических ферментов.

Кроме того, коллагеназа выделена из поджелудочной железы млекопи-

тающих, которая имеет специфичность к гидролизу коллагена. Степень гид-

ролиза коллагена достигает 75,0-87,5%.

Коллагеназно-эластазный комплекс получают на мясокомбинатах из

экстрактов поджелудочной железы крупного рогатого скота, но из-за ограни-

ченности использования препарат выпускается лишь для медицинских целей.

На практике для обработки различных белковых субстратов, в том числе, с

высокой массовой долей соединительно-тканных компонентов, применяют

ферменты пепсин, трипсин, химотрипсин или комплекс ферментов поджелу-

дочной железы.

К а т е п с и н ы - тканевые ферменты, локализованные в лизосомах

мышечного волокна. При посоле и созревании мяса они незаменимы, но при

обработке мясного сырья не используются, так как источник катепсинов -

ценнейший пищевой продукт. Однако, закономерности их воздействия на

белки мышечной ткани имеют большое практическое значение и должны

учитываться при дополнительном внесении ферментов той или иной специ-

фичности. При разработке новых препаратов ферментов, для ускорения про-

цессов созревания мяса, свойства катепсинов принимают за образец для

сравнения.

Свойства катепсинов достаточно изучены при традиционном характере

автолиза. В последнее время сведения значительно расширены в результате

развития теории и практики различных аспектов созревания и посола мяса.

Ферменты, гидролизуюшие концевые участки полипептидных цепей, -

катепсины В

, D, Н, L и G. Внутренние участки полипептидов активно рас-

щепляют катепсины А, В

и С. Очевидно, гетерогенность ферментных ком-

489

плексов и их специфичность играют решающую роль в характере и глубине

изменений мышечных белков при посоле и созревании мяса.

Катепсин В

- тиоловая (цистеиновая) протеиназа с оптимумом дейст-

вия в области рН 6,0, проявляет более высокую, чем коллагеназа, способ-

ность к гидролизу коллагена в кислой зоне рН.

Катепсин D - карбоксильная протеиназа с оптимумом действия в об-

ласти рН 2,8-4,0 и проявляющая низкую атакующую способность при расще-

плении низкомолекулярных пептидов.

Катепсин Н - типичная аминопептидаза, способная гидролизовать бел-

ки и производные аминокислот с максимальной скоростью при рН 6,0.

Катепсин L - тиоловая эндопептидаза, локализованная в лизосомальной

фракции и максимально расщепляющая белки при рН5,0.

Катепсин А - лизосомальный фермент, карбоксипептидаза, проявляю-

щая максимальную активность по отношению к пептидам при рН 5,6-5,9. По

отношению к белкам мяса катепсины А и D проявляют синергизм.

Катепсин В

— относительно неспецифичная карбоксипептидаза, акти-

вируемая сульфгидрильными соединениями; оптимум действия лежит в пре-

делах рН 5,5-5,6. Предполагается, что катепсин В

осуществляет глубокий

гидролиз полипептидных фрагментов, образующихся в результате действия

эндопептидаз.

Катепсин С - типичная тиоловая экзопептидаза, максимально расщеп-

ляющая полипептиды и их производные при 5,0 - 6,0.

Предполагается, что катепсины L, В, Н и D играют определяющую

роль в деградации белков, где важное место отводится катепсину D - фер-

менту с высокой активностью и широкой субстратной специфичностью, ко-

торый в комплексе с другими протеиназами инициирует скорость процесса

распада белков в лизосомах.

Среди ферментов, обнаруженных в саркоплазме, плазматических мем-

бранах и в миофибриллярных структурах, идентифицированы фракции с

протеолитической активностью при рН-оптимуме 7-8. Они инициируются

поступлением ионов Са

в клетку.

Ферменты растительного происхождения действуют на волокна со-

единительной ткани, но не на нативный, а на денатурированный при нагре-

вании коллаген. Растительные протеазы сначала разрушают мукополисаха-

риды основного вещества ткани, а затем превращают его волокна в аморф-

ную массу. К наиболее известным следует отнести следующие ферменты:

папаин из дынного дерева, фицин из инжира, бромелаин из ананасов, к менее

известным — асклепаин из ваточника, мацин из маклюры оранжевой и др.

Папаин представляет собой гетерогенную систему протеиназ, отли-

чающихся молекулярной массой и изоэлектрической точкой, имеет оптимум

действия при рН 5-7 и температуре 60-70

С, подвергается инактивации при

80-85 °С. Наибольшую активность папаин проявляет в отношении актомио-

зина. При температуре 60°С хорошо гидролизует не только белки мышечной

ткани, но и коллаген и эластин. На нативный коллаген, практически, не дей-

ствует.

490

Кристаллы папаина получают из жидкого или сухого латекса дынного

дерева. Несколько раз перекристаллизованный папаин ведет себя при элек-

трофорезе как однородное вещество основного характера с изоэлектрической

точкой около рН 9. Относительная молекулярная масса равна 20 700.

Фицин – протеолитический фермент, выделенный из плодов, стеблей и

листьев тропических растений рода Ficus. Это протеиназа типа папаина, прояв-

ляющая активность в широких пределах рН, температурный оптимум актив-

ности находится в пределах 60-65

С, инактивируется при 80 °С. Оказывает за-

метное воздействие на мышечную и соединительную ткань. Есть сведения, что

фицин способен гидролизовать нативный коллаген, хотя активность его по от-

ношению к этому субстрату, заметно слабее и хорошо проявляется при рН 3,0,

резко возрастая при температуре выше 60 °С.

Кристаллы фицина отличаются по форме от кристаллов папаина. Подобно

папаину, в акте катализа важную роль играет цистеин. Кроме того, структура мо-

лекулы фицина имеет некоторую аналогию с папаином. Относительная молеку-

лярная масса фицина равна 25 000-26 000.

Фицин - единственный представитель группы растительных протеиназ,

способный гидролизовать нативный коллаген. Вместе с тем он обладает вы-

сокой активностью по отношению к мукополисахаридному комплексу внут-

римышечной соединительной ткани; рН и температура в наибольшей степени

влияют на активность фицина по отношению к коллагену и эластину.

Бромелаин выделен из плодов ананаса и по своему отношению к ин-

гибиторам и активаторам, а также по ряду других свойств близок к папаину.

Относительная молекулярная масса бромелаина - около 33 000. Молекула

бромелаина содержит 285 аминокислотных остатков и представляет собой

одну полипептидную цепь, стабилизированную пятью дисульфидными свя-

зями.

Бромелаин – сложный белок, содержащий в качестве небелковой части

прочно связанный углеводный компонент. Его активность повышается в

присутствии цистеина, цианида, маркаптоэтанола; угнетается веществами,

специфически реагирующими с SH-группами.

Кроме белков бромелаин активно гидролизует и некоторые синтетиче-

ские пептиды.

По способности гидролизовать белки мяса бромелаин напоминает па-

паин.

Бромелаин проявляет активность в широком диапазоне рН (от 4,5 до

8,5). Он, как и другие растительные ферменты, не способен гидролизовать

нативные коллаген и эластин, однако проявляет высокую коллагеназную и

эластазную активности при температурах 60°С и выше.

Однако следует подчеркнуть, что протеиназы растительного происхо-

ждения, подобно животным, не могут полностью удовлетворять потребности

в протеолитических ферментах. В связи с этим будущее принадлежит про-

теиназам микробного происхождения.

Ферменты микробного происхождения. Многие широко распростра-

ненные микроорганизмы секретируют значительные количества протеолити-

491

ческих биокатализаторов в окружающую среду, что значительно облегчает

задачу их выделения и очистки. Возможность управления образованием

ферментов за счет подбора соответствующей питательной среды и условий

культивирования позволяет не только увеличить выход протеолитических

ферментов, но и получать ферментные препараты с определенными свойст-

вами. Методы селекции и генной инженерии значительно увеличивают воз-

можности целенаправленного биосинтеза ферментов. Микроорганизмы об-

ладают способностью вырабатывать ферменты, уникальные по своей суб-

стратной специфичности (например, кератиназы, коллагеназы, эластазы).

Большое внимание, уделяемое изучению протеолитических ферментов мик-

роорганизмов, привело к получению значительного числа препаратов бакте-

риальных и грибных протеиназ в высокоочищенном состоянии.

Производство протеолитических препаратов организовано на основе

микроскопических грибов родов Aspergillus и Rhizopus при поверхностном

культивировании продуцентов, а также на основе бактерий Bacillus (subtilis,

mesentericus, licheniformis, cereus и др.) при глубинном культивировании.

Семейство субтилиновых (на основе бактерий Bacillus) протеиназ от-

носится к группе сериновых и характеризуется свойствами, близкими к хи-

мотрипсину, трипсину, проявляя аналогичные действия на мясные белки. Из-

вестные стрептококковые протеиназы относятся к группе тиоловых, или, как

их еще называют, «цистеиновых», к которой принадлежат папаин, фицин,

бромелаин.

Наибольший интерес для обработки мясного сырья представляют раз-

личные коллагеназы. Продуценты этих ферментов были обнаружены среди

обширного представительства (Actinomyces rimosus, Streptomyces griseus, Ac-

tinomyces fradiae 119 и др.), на основе некоторых разработаны бактериаль-

ные препараты протелин и проназа, специфичные к гидролизу тропоколлаге-

на с образованием мономеров.

Изучены протеолитические ферменты, полученные из бактерий рода

Bacillus. Определенный интерес представляют грибные коллагеназы, на-

пример, из Aspergillus.

Активное воздействие на коллагенсодержащее сырье установлено на

примере ферментов, полученных из грибов рода Penicillium.

Экзогенные протеолитические ферменты, частично гидролизуя пептид-

ные связи, способствуют повышению растворимости белков актомиозинового

комплекса и увеличению продуктов их расщепления. Внесение ферментных

препаратов в сырье в процессе посола мяса улучшает консистенцию готового

продукта и облегчает атакуемость его белков ферментами желудочно-

кишечного тракта человека. Ферментативный гидролиз белков мясного сырья

сопровождается деструктивными изменениями мышечных волокон, разрыхле-

нием соединительно - тканных прослоек, что повышает качество готовых

продуктов. Эффективность этого процесса зависит от температуры, концен-

трации вводимых растворов, рН среды и продолжительности воздействия на

мясную систему. При этом может наблюдаться различная глубина протеоли-

за. Поверхностный протеолиз, при котором происходит частичная деструкция

492

белковых молекул, приводит к росту содержания свободных аминокислот и

сопровождается некоторым улучшением консистенции мяса при полной со-

хранности нативной макроструктуры. Глубокий протеолиз мяса выражается в

деструкции всех четырех структурных уровней макромолекул белка, при

этом резко увеличивается количество свободных аминокислот (до 20-30 % от

общего их содержания в белке). Мясо сильно размягчается, практически пол-

ностью изменяя свою исходную структуру. С учетом этого факта, все более

перспективным представляется ферментативная модификация мясного сырья

с высоким содержанием соединительной ткани.

13.3 Теоретические основы ферментативных процессов

при созревании и посоле мяса

Автолитические превращения в мышечной ткани после убоя животного

представляют собой комплекс биохимических и физико-химических процес-

сов, приводящих к существенному изменению важнейших свойств мяса. В

процессе созревания мясо, вследствие изменения белков под действием тка-

невых ферментов, становится нежным, приобретает свойственный ему вкус и

аромат. Впоследствии было установлено, что улучшение консистенции мяса

при созревании связано с протеолитическими преобразованиями миофибрил-

лярных и саркоплазматических белков и компонентов внутримышечной со-

единительной ткани.

В связи с важной ролью протеолитических процессов в направленном

регулировании и интенсификации технологических процессов большой ин-

терес вызывает изучение внутриклеточных ферментативных систем. Фер-

менты, функциональные единицы клеточного метаболизма - продуцируются

любой живой клеткой. В клетке они находятся в определенном состоянии:

одни из них растворены в цитоплазме, другие прочно связаны внутриклеточ-

ными организмами или липопротеидными мембранами.

До недавнего времени основную роль в протеолизе животных тканей

отводили кислым протеазам - катепсинам, оптимальная активность которых

проявляется при рН 2-5. Затем были выявлены протеиназы, которые прояв-

ляли максимальную активность в нейтральной среде при рН 7 при наличии

ионов Са

Поскольку ферменты лизосом и Са

-зависимых нейтральных протеи-

наз участвуют в процессах деградации белков, целесообразно проследить из-

менение их свойств при созревании и посоле мяса.

Кислые протеиназы широко распространены в различных органах и

тканях животных и локализованы в лизосомах. К настоящему времени в мы-

шечной ткани идентифицирован ряд ферментов эндопептидазного действия -

катепсины В

, D, H, L и экзопептидазы – катепсины А, В

и С

Доказано, что протеолитическая активность свиной мышечной ткани,

практически, не повышается в первые 24 ч хранения мяса при 4 °С, а затем

возрастает и максимально проявляется к концу 48 ч хранения. Повышение

активности, спустя 24 ч, объясняют значительным подкислением ткани в ре-