Что изучает биохимия мяса
Биохимия мяса и мясных продуктов
Автор: Пользователь скрыл имя, 23 Октября 2015 в 21:33, реферат
Краткое описание
1. Предмет, цели и задачи биохимии мяса и мясных продуктов.
2. Пищевая и биологическая ценность мяса
3. Морфологическая характеристика мышечной ткани
4. Химический состав мышечной ткани
5. Механизм мышечного сокращения и расслабления
6. Автолитические превращения мышечной ткани
7. Биохимия мясных продуктов
Файлы: 1 файл
Мясо реферат.doc
Биохимия мяса и мясных продуктов.
Предмет, цели и задачи биохимии мяса и мясных продуктов.
Биохимия мяса – это наука о химическом составе тканей и органов сельскохозяйственных животных и о химических и биохимических процессах, происходящих в этих тканях и органах после убоя животных и в процессе переработки.
Этот раздел науки объединяет функциональную и техническую биохимию. В основе технологических процессов при изготовлении мясопродуктов лежат биохимические и физико-химические превращения различных компонентов исходного сырья. Качество готовых изделий зависит от изменений белков в процессе обработки животного сырья.
— изучение строения физико–химических и биохимических свойств белков тканей, а также их изменений в результате воздействий различных факторов.
— изучение свойств и биологической роли в прижизненных и послесмертных превращениях других компонентов тканей: углеводов, липидов, витаминов.
Большое место отводится изучению химической природы тканей и органов животного, рассмотрению их функциональных биохимических особенностей. Большое внимание уделяется явлениям, происходящим после убоя, когда обмен веществ в тканях прекращается, и происходит автолитический распад, обуславливающий изменения свойств сырья.
Только глубоко изучая ферментативные явления, мы можем действительно рационально управлять технологическими процессами и гарантировано получать продукцию высокого качества. Поэтому для инженера – технолога большое значение имеет изучение ферментативных систем и биохимических процессов, протекающих в животных тканях после убоя и в процессе обработки.
В технической биохимии большое внимание уделяется изучению пищевой ценности отдельных органов и тканей. Пищевая ценность продуктов определяется прежде всего биологическими свойствами составляющих их веществ (белки, липиды, витамины и т.д.). Изменение этих веществ при обработке решающим образом влияет на качество готовой продукции, его пищевую и биологическую ценность.
В последнее время большое внимание уделяется безвредности способов обработки и применяемых добавок. На питательную ценность и усвояемость пищи влияют ее вкусовые и ароматические свойства. Специфический вкус и аромат мясопродуктам придают биохимические превращения, происходящие при участии ферментов. Рациональное ведение таких процессов как созревание, замораживание, посол является необходимым условием максимального сохранения питательных и вкусовых свойств готовой продукции.
Основные продукты мясной промышленности – мясо и печень.
Из животного сырья получают биопрепараты: липиды (холестерин, лейцитин), ферментные (пепсин, ренин), гормональные (инсулин, стероиды), гепарин. Глубокое знание природы происходящих процессов позволяет приготовить препараты необходимой чистоты и активности.
Знание основ биохимии играет важную роль в усовершенствовании технологических процессов и создании новых направлений в переработке сырья.
Известно, что мясо, взятое для изготовления пищи сразу после убоя, не обладает хорошими потребительскими достоинствами. Наилучшие вкусовые, питательные свойства и оптимальную усвояемость оно приобретает в результате созревания.
Успехи в развитии физики, химии, биологии позволяют применять новые средства в целях улучшения технологической обработки мяса.
Знание биохимии мяса и мясных продуктов позволяет рационально использовать животное сырье, понимать необходимость ведения технологического процесса так, чтобы обеспечить сохранение в сырье ценных исходных качеств при изготовлении пищевых, лечебных и технических препаратов.
2. Пищевая и биологическая ценность мяса
Пищевые продукты различны по химическому составу, перевариваемости, характеру воздействия на организм человека, что надо учитывать при построении меню и выборе оптимальных способов кулинарной обработки продуктов. Продукты питания характеризует их пищевая, биологическая и энергетическая ценность.
Пищевая ценность – общее понятие, включающее энергоценность продукта, содержание в нем пищевых веществ и степень их усвоения организмом, органолептические достоинства, доброкачественность (безвредность). Более высокая пищевая ценность продуктов, химический состав которых в большей степени соответствует принципам сбалансированного питания, а также продуктов – источников незаменимых пищевых веществ.
Биологическую ценность продукта определяют путем изучения химического состава (содержание белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и их активность), степени усвоения их с точки зрения способности удовлетворять потребности организма в незаменимых отдельных пищевых веществах, обеспечивающих нормальный обмен веществ и функциональную деятельность организма.
Энергетическая ценность определяется количеством энергии, которую дают пищевые вещества продукта: белки, жиры, усвояемые углеводы, органические кислоты.
Биологическая ценность отражает прежде всего качество белков в продукте, их аминокислотный состав, перевариваемость и усвояемость организмом. В более широком смысле в это понятие включают содержание в продукте других жизненно важных веществ (витамины, микроэлементы, незаменимые жирные кислоты). Современные представления о количественных и качественных потребностях человека в пищевых веществах отражены в концепции сбалансированного питания. Согласно ей, в процессе нормальной жизнедеятельности люди нуждаются как в необходимом количестве энергии, так и в определенных комплексах пищевых веществ: белках, аминокислотах, углеводах и жирах, жирных кислотах, минеральных солях, микроэлементах, витаминах, причем многие из них являются незаменимыми, т.е. не вырабатываются организмом. Значит, с одной стороны, пищевой продукт должен выполнять функции «топлива», компенсирующего наши энергетические затраты на физическую и умственную работу, с другой, обеспечивать нас веществами, необходимыми для биологического роста организма. Мясо как раз и является одним из таких продуктов.
Высокая пищевая и энергетическая ценность мяса обусловлена значительным содержанием в них полноценных белков, жиров, витаминов и минеральных веществ. Свойство мяса прочно удерживать воду обусловлено его влагосвязывающей способностью, а поглощать добавляемую в него воду – влагопоглотительной способностью. Чем выше влагосвязывающая и влагопоглотительная способности мяса, тем нежнее и сочнее продукция из него, тем больше выход изделия при тепловой обработке. Содержание воды в мясе колеблется в широких пределах (38–80%) и зависит от его вида и жирности.
Белки мяса обладают высокой биологической ценностью, так как их аминокислотный состав хорошо сбалансирован и наиболее близок к составу аминокислот белков человека. До 80% сухого остатка мяса приходится на долю белков, которые являются строительным материалом для организма человека и носителем энергии. Благодаря высокому содержанию белков мясо стимулирует рост, половое созревание, рождаемость потомства и его выживаемость, усвояемость других компонентов пищи и снижает потребности в ней, активизирует обмен веществ в организме.
Дневная потребность взрослого человека в животном белке (50 г.) обеспечивается 100 г. свинины жирной на 23%, мясной – на 29, беконной – на 33, говядины или баранины 1-й категории – на 33…38, а 2-й категории упитанности – на 40%. Содержание жира в мясе колеблется в зависимости от вида мяса и его упитанности в очень широких пределах: от 1%…2% в телятине, до 49% в жирной свинине.
В жирах преобладают триглицериды, но есть моно- и диглицериды. Жиры мяса содержат также фосфолипиды, свободные жирные кислоты, стерины. Углеводы в животных тканях находятся в основном в виде комплексных полисахаридов, многие из которых связаны с белками. Содержание углеводов в мясе тотчас после убоя скота составляет около 1%. Они представлены в основном гликогеном (животный крахмал) и незначительным количеством глюкозы. В послеубойных процессах они претерпевают существенные изменения и содержание углеводов уменьшается в несколько раз. В связи с малым их количеством углеводы практически не оказывают влияния на пищевую ценность и вкусовые достоинства мяса. Мясо птицы, как и убойного скота, содержит белки, жиры, витамины, минеральные и экстрактивные вещества, воду и является высокоценным пищевым продуктом. Содержание основных веществ в мясе птицы зависит от ее категории упитанности, вида и возраста Жира в мясе молодой птицы значительно меньше, чем в мясе взрослой. Мясо птицы отличается от мяса убойных животных меньшим количеством соединительно-тканных белков. Биологическая ценность белков мяса и птицы определяется значительным содержанием в них незаменимых аминокислот: изолейцина, лейцина, лизина, метионина, фенилаланина, треонина, триптофана. Содержание наиболее важных незаменимых аминокислот мяса представлено в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Содержание наиболее важных аминокислот в % к белку
Содержание минеральных веществ в мясе – от 0,5% до 1,5%. Минеральные вещества обеспечивают построение костей скелета (кальций, фосфор, магний) в организме, необходимое осмотическое давление в клетках (натрий, калий), образование пищеварительных соков (хлор), гормонов (йод, цинк, медь), переносчиков кислорода в организме (железо), некоторых витаминов и ферментов (кобальт).
Таблица 1.3 – Содержание минеральных веществ в продуктов животного происхождения
Витамины – биологически активные вещества. Хотя витаминами мясо небогато, оно тем не менее служит одним из основных источников некоторых витаминов группы В. В состав мяса убойных животных входят витамины В1, В2, В3, В6, В12, биотин, холин, инозит, фолиевая кислота. Витамины А и С в мясе практически отсутствуют. 100 г. мяса обеспечивают дневную потребность в витаминах: B1 – на 30…40%, В2 – на 8… 10, В3 – на 3. Содержание витаминов в продуктах животного происхождения представлено в таблице 1.4
Таблица 1.4 – Содержание витаминов в продуктах животного происхождения
3. Морфологическая характеристика мышечной ткани
Мышечная ткань состоит из сложных, вытянутых, многоядерных клеток, называемых мышечными волокнами. Между мышечными клетками (мышечными волокнами) находятся тонкие прослойки межклеточного вещества, которой состоит из соединительнотканных волоконец и бесструктурного (киселеобразного) вещества и представляет собой рыхлую соединительную ткань.
Наибольшую пищевую ценность имеет мышечная ткань мяса. Она состоит из цилиндрических мышечных волокон. Диаметр их колеблется от 10 до 150 мкм, а длина достигает 12 см и более. Поверхность мышечных волокон покрыта оболочкой — сарколеммой. Сарколемма состоит из двух слоев белка эластина с липидной (жировой) прослойкой. К наружному слою сарколеммы прикреплены волокна из белка коллагена, которые образуют вокруг волокон сетку. Сарколемма очень прочна и устойчива к нагреванию. Внутри сарколеммы находятся миофибриллы (около 60% всего объема волокон) — волокнистые, поперечно-исчерченные белковые структуры. Пространство между миофибриллами заполнено жидкостью — саркоплазмой (35—40% объема волокон), представляющей собой водный раствор белков, минеральных веществ, витаминов и т. д. Под сарколеммой находятся ядра. Мышечные волокна с помощью прослоек внутренней соединительной ткани — эндомизия объединяются в небольшие первичные пучки. Такие первичные пучки мышечных волокон прослойками промежуточной соединительной ткани (пе- ремизием) соединяются в пучки высших порядков и в целом образуют мышцу (мускул). Мышца покрыта грубой соединительной тканью (эпимизием). Белки мышечных волокон неодинаковы по свойствам. Белки саркоплазмы — водорастворимые, имеют глобулярное строение. К ним относятся миоген, глобулин X, миоальбумин и миоглобулин (окрашенный белок).
Соединительная ткань мяса бывает трех видов: твердая — это органическая основа костей, пропитанная минеральными веществами; плотная — это сухожилия и хрящи; рыхлая — это ткань, соединяющая отдельные мышечные пучки в мышцу (эндомизий, перемизий и эпимизий). Твердую и плотную соединительную ткань удаляют при механической кулинарной обработке мяса. Рыхлая ткань как бы прослаивает все органы и ткани и вместе с мышечной тканью представляет собой основу любого отруба (части) мясной туши. Особенности рыхлой соединительной ткани обусловливают структурно-механические свойства мяса, его консистенции и кулинарное использование. Основу рыхлой соединительной ткани составляет аморфное межклеточное вещество, в котором расположены тонкие волокна фибриллярных неполноценных белков (коллагена, эластина, ретикулина) и отдельные структурные элементы (сосуды, нервные волокна и др.).
Межклеточное аморфное вещество состоит из специфических белков (мукоидов, муцинов), способных связывать большие количества воды. В этом аморфном веществе находятся волокна соединительнотканных белков, которые либо расположены параллельно (простое строение), либо хаотически переплетены (сложное строение). Структурно-механические свойства соединительной ткани зависят от соотношения в ней коллагеновых и эластиновых волокон, от их толщины и расположения.
Биохимия мышечной ткани.
Биохимия мяса
Биохимия мяса – это наука о химическом составе тканей и органов сельскохозяйственных животных и о химических и биохимических процессах происходящих в этих тканях и органах после убоя животных ив процессе переработки.
Этот раздел науки объединяет функциональную и техническую биохимию. В основе технологических процессов, при изготовлении мясопродуктов лежат биохимические и физико-химические превращения различных компонентов исходного сырья. Качество готовых изделий зависит от изменений белков в процессе обработки животного сырья.
Академик А.Н.Бах указывал на то, что только на основе глубокого понимания ферментативных явлений мы можем действительно рационально управлять технологическими процессами и гарантировано получать продукцию высокого качества. Поэтому для инженера –химика большое значение имеет изучение ферментативных систем и биохимических процессов, протекающих в животных тканях после убоя и в процессе обработки.
Биохимия мышечной ткани.
Мышечная ткань составляет более 40% массы тела. Она выполняет важнейшие функции:
— принимает участие в механизме движения тела, в процессе дыхания и переработки пищи(скелетная мускулатура);
-обеспечивает процессы кровообращения, дыхания, передвижение пищевой массы по пищеварительному каналу.
Деятельность мышечной ткани регулируется нейрогуморальной регуляцией и тесно связана с обменом веществ. Для выполнения своих функций мышечная ткань потребляет большую часть энергии, используемой в процессе жизнедеятельности. Химическая энергия органических веществ превращается в механическую работу с помощью специализированного аппарата, состоящего из сложных морфологических образований и последовательно действующих многообразных ферментативных систем.
По питательным и вкусовым качествам мышечная ткань наиболее важный компонент мяса и мясных продуктов.
Характеристика мышечной ткани.
Мышечная ткань – это сочетание мышечных клеток (волокон) с неклеточной структурой, объединенных в единую живую систему, характеризующуюся определенным составом, строением, функциями. По морфологической структуре мышечная ткань бывает:
— поперечнополосатая скелетная – волокна многоядерные с поперечной исчерченностью, образуют скелетную мускулатуру, глотку, язык;
Структурные компоненты мышечной ткани:
Сарколемма (плазматическая мембрана)состоит из: 1) внешнего базального слоя, образованного поперечными каллогеновыми волокнами и бесструктурными эластиновыми волокнами;
2) липидной прослойки; 3) внутреннего плазматического слоя.
Ядро расположено под оболочкой. Имеет овальную плоскую форму и белково- липидную оболочку. В нем содержится ДНК.
Митохондрии имеют двухслойную мембрану, состоящую из белково- фосфолипидных комплексов в виде перегородок (крист). Они содержат строго фиксированные ферментативные системы.
Рибосомы (саркосомы) Имеют белково-липидную оболочку и РНК. Функция рибосом –синтез белков.
Химический состав мышечной ткани.
Мышечная ткань имеет сложный химический состав. В нее входит много лабильных веществ, содержание и свойства которых могут изменяться в зависимости от многих факторов, как при жизни, так и после убоя животного. Поэтому химический состав ткани изучают в строго определенных условиях: быстрое извлечение ткани после убоя ; быстрое измельчение ткани при охлаждении ; обработка при низких температурах ; охлаждение.
Чем моложе животное, тем больше в ткани воды. Чем больше жира, тем меньше воды. Воды свободной до70%, а связанной – 6-15% от массы ткани. После высушивания мышечной ткани сухой остаток составляет около 30%, из них на долю белков –около 80%.
Принципы выделения и разделения белков :
-измельчают мышечную ткань;
-извлекают белки быстро и на холоде, чтобы затормозить действие ферментов на компоненты ткани. Извлекают белки путем последовательной экстракции с помощью различных растворителей.
-для выделения водорастворимых белков саркоплазмы из мышц при низких положительных температурах можно отпрессовать жидкую фазу, получая мышечную плазму – жидкость красноватого или красно-бурого цвета, которую используют для изучения содержащихся в ней белков.
-белки миофибрилл (нерастворимые в воде) извлекают солевыми растворами ;
-белки стромы (нерастворимые в солях) извлекают 0,25% раствором гидроксида натрия;
-для разделения белков используют электрофорез, гельфильтрацию и др.
а) миоген – легко растворяется в воде, содержится в отпрессованном мышечном соке; из водного экстракта выделяют высаливанием (сернокислым аммонием). В нем содержатся все необходимые аминокислоты.
б) миоглобин (миохром) – растворим в воде, окрашивает мышцы в красный цвет. Схож с гемоглобином, отличается спектром поглощения. Белок легко соединяется с различными газами. После убоя животного миоглобин поверхностного слоя превращается в оксимиоглобин (светло-красного цвета), а при длительном хранении мяса оксимиоглобин превращается в метмиоглобин (коричневый оттенок).
а) миозин – извлечь сложно, извлекают 0,6 М р-ром хлорида калия в фосфатном буфере при рН 6,5; в виде кристаллов. В дистиллированной воде кристаллы набухают образуя прозрачный гель. Молекула имеет 4 субъединицы, которые образуют четвертичную структуру.
б) актин – извлекают 0,1 М р-ром борной кислоты и 2 М р-ром хлорида калия (4:1). Актин может быть глобулярный и фибриллярный, извлекают 0,1 М р-ром хлорида калия и хлорида магния.
в) актомиозин –сложный комплекс состоящий из 2 белков миозина и актина, нерастворим в воде.
г) тропомиозин –растворим в воде, но из мышечной ткани извлекается только солевым раствором.
Белки ядра: кислый белок, остаточный белок, нуклеопротеиды ДНК.
-липиды :1) фосфолипиды-пластический материал
Содержание липидов зависит от состояния, возраста, вида, пола, условий содержания и кормления.
— азотистые экстрактивные вещества: а) из азотистых веществ в экстракт легко переходят карнозин, ансерин, карнитин, креатин, АТФ, которые при жизни животного выполняли специфические функции в процессе обмена веществ и энергии.
б) пуриновые основания, свободные аминокислоты и др. –представляют собой промежуточные продукты обмена.
После убоя животного азотистые экстрактивные вещества и продукты их превращения участвуют в создании специфического вкуса и аромата.