Шпаргалка по "Биологии"

15. Механизм, величина, прочность удержания осмотической  и капиллярной влаги. Значение  ВСС мяса

В неразрушенных тканях осмотическая влага удерживается благодаря  повышенному осмотическому давлению растворов органических и неорганических   веществ в них  и наличию  полупроницаемой клеточной оболочки, через которую происходит избирательная диффузия. В межклеточном пространстве, также как и в тканях с неклеточной структурой, роль полупроницаемой перегородки  выполняет структура каркаса гелей, в ячейках которого и мобилизуются  водные растворы низкомолекулярных веществ. Количество осмотическая влага зависит от величины осмотического давления в структуре тканей, которая в свою очередь, связана с молекулярной концентрацией веществ, растворенных в жидкости, а также со степенью ионизации белков в клетках под действием электролитов. количество ов влияет на упругие свойства мяса. Осмотическая влага удерживается структурой мяса в той мере, в которой остаются не разрушенные образования, выполняющие их роль. Она частично  выходит из состава мяса, при его погружении в раствор с более высоким осмотическим давлением, и отделяется вместе с растворенными в ней веществами при разрушении тканей

Характеристика КАПИЛЛЯРНОЙ влаги (КВ). Величина капиллярного давления, зависящая от радиуса капилляра, определяет прочность связи КВ. с материалом. Поэтому различают: Влагу микрокапилляров ( R< 10^-5 см) Влагу макрокапилляров  (R> 10^-5 см) Величина капиллярного давления в микрокапиллярах такова, что в сквозных капиллярах такого размера конденсируется водяной пар из окружающего воздуха. Слой влаги, примыкающий к стенкам капилляра, связан с ними адсорбционными  силами; остальная часть КВ. способна служить растворителем. Таким образом, системой капилляров фактически удерживается водный раствор растворимых составных частей материала. Т.к. величина капиллярного давления жидкости зависит от коэффициента поверхностного  натяжения, то величина, изменяющая поверхностное натяжение раствора, влияет на прочность связей КВ. с материалом. Белковые вещества, продукты их распада и многие другие органические вещества, являясь ПАВ - амии, снижают поверхностное натяжение; неорганические электролиты  (NaCl) являются поверхностно неактивными веществами - повышают капиллярное давление. Поэтому прочность связи КВ. в м. продуктах зависит от содержания в них поваренной соли. Количество КВ. зависит от степени развития капиллярной системы в структуре материала. В неразрушенных животных тканях роль капилляров выполняет система кровеносных и лимфатических сосудов. Содержание КВ. влияет на объемные свойства материала в том случае, если стенки капилляра обладают способностью к деформации. Величина сжатия капилляров тем больше, чем меньше в них влаги. Влага макрокапилляров влияет на сочность продуктов. Под воздействием на материал давления  выше капиллярного давления, которое удерживает жидкость), большая ее часть отделяется вместе с растворенными в ней  веществами.   ЗНАЧЕНИЕ ВСС МЯСА.  ВСС мяса определяет свойства и поведение мяса в различных условиях. Она влияет на ВСС вырабатываемых из него мясопродуктов, т.е. на их свойство и выход. Однако это влияние трудно поддается количественной интерпретации. Так как в границах даже одной формы связи ее прочность и влияние на свойство тканей не одинаково. В тоже время, в зависимости от условий и особенностей  и особенностей технологий обработки практические следствия изделия ВСС мяса специфичны. При автолизе мяса изменение доли А.В. приводит к перераспределению воды в нем, следовательно, уменьшается или увеличивается доля ОВ. При соответствующих условиях (размораживания или нагрева мяса) это влияет на количество отделяемого мясного сока. Следовательно, первостепенное значение имеет  изменение А.В. При замораживании или сушке, когда вода отделяется от всех остальных компонентов ткани (кристаллизацией или испарением), все формы связи влияют на ход этих процессов, хотя и не одинаково, тоже относится  и к оводнению обезвоженного мяса. В производстве вареных колбасных изделий имеет значение не только влияние всех форм связи, но и количественное распределение влаги по этим формам. От этого зависит выход и качество продукции.  Следовательно, в практических целях удобнее характеризовать ВСС мяса и мясопродуктов, руководствуясь в первую очередь прочностью связи, которую характеризует следующая динамическая схема:      Вода прочно связанная- Вода слабо связанная полезная- Вода слабо избыточная

В зависимости от конкретного  значения к прочно связанной влаге относится или большая часть А.В. и влага микрокапилляров или часть ОВ (при сушке или заморозки).К слабо связанной избыточной - та часть влаги, которая может   отделяться при технологической обработке с ущербом для качества или выхода продукта (потере мясного сока при размораживании; отеки бульонов при варке колбас и т.д.) Зная роль форм связи для каждого отдельного случая, можно вызвать сдвиг равновесия в желательную сторону воздействием  на способность составных частей и структуры тканей связывать адсорбционную, осмотическую или капиллярную  влагу.

16. Активность воды (а_w). Характеристика факторов, зависящих от величины а_w

Активность воды влияет на жизнедеятельность микроорганизмов, на биохимические, ф/х реакции и  процессы происходящие в продукте. От величины активности воды зависят  сроки хранения мяса и мясопродуктов, стабильность мясных консервов, формирование цвета и аромата и потери в  процессе термообработки и последующем хранении. Продукты с пониженным содержанием влаги легче противостоят микробиальной порче. Из общего количества воды, содержащейся в пищевом продукте, микроорганизмы могут использовать для своей жизнедеятельности лишь определенную «активную» ее часть. Термин «активность воды», который введен в 1953 году в отношении пищевых продуктов, позволил установить взаимосвязь между состоянием слабосвязанной влаги в продукте и возможного развития в нем микроорганизмов. Добавление таких субстанций как соль, сахар,белковые ингридиенты достигает усиление связи влаги в пищевом продукте. В результате удаления влаги высушиванием или превращением воды в лед при замораживании, также уменьшает количество слабосвязанной влаги. Достигнутое этим путем повышение осматического давления снижает парциальное давление водяного пара и снижает активность воды. Эти спосоьы служат основой для традиционных способов консервирлвания продуктов. Активность воды определяется как отношение парциального давления водяного пара над поверхностью продукта к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре. Активность воды определяется как отношение парциального давления водяного пара над поверхностью продукта к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре А_W = р / р_о =РОВ / 100, где р —парциальное давление;  р_о — давление насыщенного водяного пара;  РОВ—равновесная относительная влажность. Активность воды—это характеристика самого продукта, обусловленная химическим  составом и гигроскопическими свойствами его, РОВ—характеристика окружающей среды,  находящейся в гигротермическом равновесии с продуктом. Активность воды служит качественной характеристикой связи влаги в продукте. Так, энергия связи влаги с материалом равна Е = К * lg T  где К — газовая постоянная; Т — температура. Чем прочнее связана влага с материалом, тем меньше величина Р, и наоборот, для свободной воды р достигает значения Р_о и становится равный 1, а энергия связи Е—равной 0.

Для каждого вида микроорганизмов  существует максиммальное, минимально и оптимальное значение активности воды. Удаление активности воды от оптимальгного  значения приводит к уменьшению жизненных  процессов, присущих микроорганизмам. При достижении максимальной или минммальной величины активности воды прекращается жизнедеятельность микроорганизмов, но это н говорит о гибели клетки. Активность воды является не тольео фактором роста микроорганизмов, но и играет значительную роль для их выживаемости  в условиях, когда рост невозможен. Как при низкой, так и при высокой температуре споры имеют меньшую выживаемость  в среде с более высокой активностью воды. Уменьшение активности воды замедляет все типы реакций порчи и роста микроорганизмов до тех пор, пока на определенном этапе все реакции практически останавливаются, кроме химического окисления липидов для которого благоприятно и дальнейшее понижение активности воды. Активность воды имеет большое практическое значение – ее можно изменять, подбирая сырье и рецептуры с учетом используемого количества поваренной соли и жира. Создание оптимальных условий обезвоживания колбас в процессе созревания является еще одной возможностью регулирования активности воды. Всозревших колбасах рост нежелательных микроорганизмов сдерживается сочетанием низкой активности воды, анаэробной среды, низким значением PH, наличием хлорида натрия и молочнокислой микрофлоры. При использовании пищеаых добавок, степнль их воздействия на активность воды уменьшается в следующем порядке – хлорид натрия, полифосфат, цитраты, аскорбиновая кислота, глюкозаделькалактон, ацетат, глицерин, лактоза, молочный белок, жир.  При этом молекулы с большей степенью диссоциации приводят к большему снижению активности воды чем макромолекулярные вещества.

17. Определение  автолиза. Характеристика процессов,  происходящих при автолизе. Изменение  основных показателей качества  мяса в процессе автолиза

Изменения прижизненных биологических систем, образующих живые  ткани, под действием ферментных систем этих тканей в анаэробных условиях, после прекращения жизни животного, называются автолитическими.

Это, преимущественно, процессы распада, обусловленные прекращением обмена веществ в неживых тканях и переходом обратимых ферментативных биохимических процессов в необратимые.  Процессы синтеза прекращаются и основное значение приобретает разрушительная деятельность ферментов.  Происходящие в мясе в послеубойный период биохимические процессы можно разделить на две основные группы:  к первой относятся изменения белковых веществ, обусловливающие изменение консистенции (нежности) мяса.  Вторую группу процессов составляют изменения экстрактивных веществ, вызывающие образование и накопление продуктов, сообщающих мясу определенный вкус и аромат. Эти две группы процессов взаимосвязаны. Некоторые органические экстрактивные и минеральные вещества оказывают определенное влияние на механические свойства белков мяса. Изменения экстрактивных веществ связаны не только с распадом углеводов мяса, но и с появлением и накоплением продуктов распада белков—свободных аминокислот и прочих. Развитие полиферментных процессов, приводящих к распаду тканевых компонентов, оказывает существенное влияние на качественные показатели мяса, его устойчивость к микробиологическим процессам. 

Изменения основных характеристик качества мяса ВСС. Прослеживается три временных периода. В первые 3-4 часа после убоя мясо имеет наиболее высокую ВСС. В последующий период развитие посмертного окоченения приводит к резкому снижению ВСС, и к 12-24ч. хранения говядины и баранины при температурах, близких к 0 достигает своего минимума. Причина – изменения белков. В дальнейшем ВСС повышается и удерживается на уровне 85-87 % к начальной в течение всего времени хранения. Консистенция мяса –  в изменении консистенции мяса, как и ВСС прослеживается три временных периода:     а) в пределах 3-4 часов после убоя – консистенция хорошая. В парном состоянии мышечные волокна имеют наибольшую длину и плотно прилегают друг к другу;     б) к 12-24 часам хранения говядины и баранины при ţ, близких к 0 консистенция, т.е. прочностные свойства мяса достигает максимума. Непосредственной причиной этого является изменение микроструктуры мяса.  На стадии посмертного окоченения наблюдается сокращение мышечных волокон и их деформация.  В) прочностные свойства мяса – через 2-3 суток после максимума они заметно снижаются. Это наблюдается в течение всего периода хранения, но с постепенным замедлением. Происходит разрыхление мышечных волокон, их распад на саркомеры, в дальнейшем фиксируется разволокнение миофибрилл, их поперечный распад и растворение ядер. Пищевая ценность мяса – ее изменение обусловлено изменением устойчивости белков к действию протеолитических ферментов. Интенсивность гидролиза мяса пепсином понижается до минимальной к исходу первых суток. По мере увеличения продолжительности хранения ферментативный гидролиз белков возрастает и к 10-13 суткам превышает уровень, характерный для парного мяса. К этому времени мясо обладает более выраженным сокогонным действием и быстрее переваривается в желудке.  Вкусоароматические характеристики. Парное мясо обладает слабо выраженным ароматом и вкусом. Со временем интенсивность аромата вареного мяса и бульона усиливается, вкус становится более выраженным и приобретает новые оттенки. При хранении мяса в условиях низких плюсовых температур аромат и вкус примерно через 2—4 суток после убоя животного становятся ясно ощутимыми. Спустя  5 суток они хорошо выражены и достигают оптимального уровня 10—14 сутки хранения. Величина рН, близкая к нейтральному значению в парном состоянии, при посмертном окоченении резко снижается, а в дальнейшем медленно и незначительно возрастает.  Интенсивность изменения свойств и состояния мяса зависят от: ţ, с ее повышением скорость изменений возрастает; вида мяса;  а характер изменений – от условий выращивания животных, предубойного содержания, состояния здоровья и т.д. В зависимости от времени, истекшего от убоя и изменения качественных показателей, автолитические изменения мяса условно разделяют на три последовательных фазы: посмертное окоченение,  созревание  глубокий автолиз.

18. Механизм гликолиза гликогена при посмертном окоченении мяса

Гликоген — важнейший энергетический материал. Он расходуется при мышечной работе и накапливается при отдыхе. Мышечный гликоген представляет собой сильно разветвленный полисахарид, построенный из сотен молекул a-глюкозы. Молекулярная масса его равна 1-10⁶. Большая степень разветвленности мышечного гликогена необходима, поскольку действию ферментов подвергаются концы молекулы.

В мышечных волокнах обнаруживается определенная связь гликогена с миофибриллами. Наблюдается локализация гликогена у анизотропных дисков и он не обнаруживается в изотропных. Кроме того, гликоген более или менее равномерно распределен в саркоплазме (с преобладанием в околоядерной саркоплазме). Связь гликогена с миозином анизотропных дисков мио-фибрилл и миогеном саркоплазмы обеспечивает необходимый темп расщепления полисахарида при его гликолитическом распаде. В этих превращениях более лабильной является фракция легкорастворимого гликогена. Наряду с этим труднорастворимый гликоген метаболически не инертен и является резервом, находящимся в состоянии непрерывного обновления. Часть гликогена мышечного волокна связана с белками (миозином, миогеном), другая находится в свободном состоянии. Количество гликогена в парном мясе в среднем составляет 450— 900 мг°/о, но может превышать 1%. В мышцах плохо откормленных, истощенных и больных животных его в 2—3 раза меньше, чем в мышцах откормленных животных, находящихся в нормальном физиологическом состоянии. В разных мышцах содержание гликогена различно: в усиленно работающих мышцах его почти в 1,5 раза больше, чем в мышцах мало работающих. В процессе интенсивной мышечной работы гликоген подвергается анаэробному гликолитическому распаду с образованием молочной кислоты. В процессе превращения гликогена образуются фосфорные эфиры гексоз и триоз, пировиноградная кислота и другие продукты распада, однако количество их относительно невелико. Гликоген распадается в мышцах не только фосфорилитическим, но и гидролитическим (амилолитическим) путем.  В качестве конечных продуктов такого распада гликогена образуются глюкоза, линейные и разветвленные олигоглюкозиды.. В послеубойный период превращения гликогена мышечной ткани являются первопричиной многих дальнейших биохимических сдвигов. Соответственно количеству гликогена изменяется и содержание в мышцах продукта его распада, в том числе и молочной кислоты.

Ферментативный распад гликогена является пусковым механизмом для  развития последующих биохимических и физико-химических процессов. Анаэробный гликолиз мышечного гликогена происходит путем фосфоролиза – с образованием гексозофосфатов и молочной кислоты – конечного продукта их превращений. В результате анаэробного гликолиза также образуется АТФ и КФ(креатинфосфорная кислота). Наряду с фосфоролизом некоторая часть гликогена гидролизуется с образованием редуцирующих углеводородов, преимущественно сахаров, т.е. происходит амилолиз гликогена. Результатом фосфоролиза является накопление молочной кислоты, что приводит к смещению рН мышечной ткани в кислую сторону. Уровень изменения рН зависит прижизненного количественного содержания мышечного гликогена.  Понижение значения рН мышечной ткани до 5,4-5,8 благотворно сказывается на устойчивости мяса в отношении развития микробиологических процессов. Содержание молочной кислоты и  величина рН являются важными показателями, характеризующими качество мяса, а также его потребительские и технологические свойства:  - способность к влагосвязыванию - уровень потерь при тепловой обработке  - количество мясного сока, выделяющегося при замораживании При снижении величины рН также создаются благоприятные условия для действия мышечных катепсинов, которые в последующем участвуют в развитии процессов созревания мяса. Важнейшим результатом увеличения концентрации Н+ является изменение состояния белков. На первых стадиях автолиза мышц наряду с накоплением молочной кислоты наблюдается незначительное образование мальтозы, глюкозы и несбраживаемых полисахаридов. На более глубоких стадиях окоченения снижение рН среды подавляет фосфоролиз гликогена и дальнейший его распад в основном происходит путем амилолиза.