Зависимость биохимических изменений в мясе от условий хранения

1.

Зависимость биохимических
изменений в мясе от условий хранения
Мясо может быть источником пищевых токсикоинфекций и интоксикаций:
• стерильного мяса не бывает
• низкий санитарный уровень убоя и переработки
• благоприятные условия окружающей среды
Изменяются
со временем
Углеводы
Белки
Пигменты
Жиры

2.

Превращения белков и азотистых
экстрактивных веществ
1. Ослизнение.
Появление слизи
16оС
4оС
2оС
на 2-е сутки
16-18 сутки
22-23 сутки
85% влажности
Сплошной рост аэробных бактерий.
Аэробы, развивающиеся в кислой среде, сдвигают
рН в щелочную сторону и подготавливают условия
для жизнедеятельности гнилостных бактерий.
2. Гниение.
Белки
Белковые
фрагменты
Мелкие
полипептиды
Свободные
аминокислоты

3.

Распад аминокислот
1. Дезаминирование:
Окислительное
R C CООH
Н 2О
R CH +CООH
NH
NH2
L-аминокислота
-2Н
+ NH 3
R C CООH
R C CООH
окисдаза О
NH
L-аминокислоты
иминокислота
Гидролитическое
R CН CООH
R CН CООH + NH 3
ОН
+ Н 2О
NH2
Восстановительное
R CН CООH + 2Н
NH2
R CН2 CООH + NH 3
Внутримолекулярное

4.

Продукты дезаминирования аминокислот
pH > 7
NH3 + H2O = NH4OH
Аминокислоты
Аммиак
Кетокислоты
Альдегиды
Органические кислоты:
уксусная, масляная,
муравьиная, пропионовая
Оксикислоты
Углекислый газ
Жирные кислоты
(насыщенные или
ненасыщенные)
Спирт
pH < 7
вкус

5.

Распад аминокислот
2. Декарбоксилирование
R
CH COOH
NH2
декарбоксилаза
Аминокислота
Валин
Гистидин
Цистеин
Лизин
Орнитин
Аргинин
Фенилаланин
R
CH H + СО 2
NH2
амин
Образующийся амин
Изобутиламин
Гистамин
Таурин
Кадаверин
Путресцин
Агматин
Фенилэтиламин

6.

Превращения ароматических
аминокислот
CООH
CH2 CH
CHCH
CООH
2 CHCООH
2 CH
NH2 NHNH
2 2
NH NHNH
триптофан
триптофан
триптофан
CООH
CH2 CH
CООH
2 CООH
2 CH
NH
триптофан
NH2
NH NH NH
NH NH NH
индолилуксусная
кислота
индолилуксусная
кислота
индолилуксусная
кислота
CH2 CH CООH
+
NH
индол
В низких концентрациях
имеет запах жасмина
CH3 CH
скатолскатол
скатол
H2C CH CООH
OH NH2
серин В низких концентрациях он
имеет цветочный запах и
обнаружен в нескольких
цветах и эфирных маслах, в
том числе в цветках
апельсина, жасмина.
В больших вызывает отек
легких.

7.

Превращения ароматических и
серосодержащих аминокислот
OH
OH
OH
- CO2
OH
OH
OH
- CO2
- NH3 - NH3
CH2CООH
CH CООH
CH2 CH
NH2
NH2
CH3
CH3
крезол крезол
фенол фенол
тирозинтирозин
CH2 ОH
ОH
CH2 SH
SH
CH2CH2ОH
CH2CH2SH
+
2
НОН
2 НОН
CH ОH
ОH + Н S + NH3
CH NH
NH + 2+НОН
+ NH3
CHCH
ОH + Н+2SН2+S2 NH
CHCH
NH2 2 2
3
CООH
CООH
CООH
CООH
CООH
CООH
глицериноавя
цистеин
глицериноавя
цистеин
глицериновая
кислота
глицериноавя
цистеин
кислота
кислота
кислота
или
илиили
CH2 SH
SH
CH2 SH
SH
CH2CH2SH
СО2+ +NH
NH..3..
CH
+ +СО
2SH
CH
2
3
+
СО
+
NH
..
2
CH
NH
2
3
2
CH
2
CHCH
NHNH
2
CH3CH3 3
CООH
CООH
CООH
этилмеркаптан
цистеин
этилмеркаптан

8.

Превращения белков и азотистых
экстрактивных веществ
• Карбоновые жирные (уксусная, масляная, муравьиная);
• Оксикислоты
• Амины
• Альдегиды
• Неорганические вещества (Н2О, NН3, СО2, N2, H2S)
• Вещества, изменяющие вкус и запах (фенол, крезол, индол,
скатол, меркантан)
Биологическая ценность мяса падает
за счет распада белковых веществ

9.

Изменения пигментов
+О2
Миоглобин
Mb (Fe2+)
-О2
[О]
RS + О2
[Н]
Холеомиоглобин
Сульфомиоглобин
MbS
[О]
[О]
Свободные
окисленные
порфирины
Метмиоглобин
MetMb (Fe3+)
Оксимиоглобин
MbO2 (Fe2+)
[Н]
[О]

10.

Сульфомиоглоби
и Холеомиглобин

11.

Биохимические и физикохимические изменения жиров
Гидролитические
Окислительные

12.

Гидролитические изменения
тканевых жиров
ТГ
липаза
ДГ + СЖК
липаза
МГ + СЖК
липаза
Г + СЖК
ТГ – триглицериды
ДГ – диглицериды
МГ – моноглицериды
Г – глицерин;
СЖК – свободная жирная кислота
В свежей жировой ткани кислотное
число обычно не выше 0,05-0,2

13.

Факторы, влияющие на гидролиз жира:
1. Температура.
2. Высокая влажность.
3. Обсеменение микрофлорой.
4. Неполная денатурация белков при
вытопке жира.

14.

Окислительные изменения жиров
Протекают при низких температурах
Необходим газообразный кислород
Образование перекисей:
Образование активированной
реакционноспособной молекулы:
RH + hv R*H
2. Распад на радикалы:
R*H R + H
3. Рекомбинация радикалов:
R + O2 R-O-O
H + O2 O -OH
4. Цепная реакция:
O -OH + O -OH H-O-O-O-O -H HOOH + O2

15.

Автоокисления жиров
1. Поглощение квантов света:
R1-CH2-CH=CHR2 + hv R1-CH -CH=CHR2 + H
2. Образование перекисного радикала:
R1-CH -CH=CHR2 + O2 R1-CH-CH=CHR2
\O-O
3. Образование гидроперекиси:
R1-CH-CH=CHR2 + R-CH2-CH=CHR
\O-O
R1-CH(OOH)-CH=CH-R2 + R1-CH -CH=CHR2
4. Образование циклических перекисей и
эпоксидных соединений:
-СН-СН - СН-СН2\О-О/

16.

Перекисное число
Индукционный период:
• очень мало молекул с повышенной
кинетической энергией (возбужденных
или свободных радикалов)
• наличие естественных антиокислитей
• условия хранения

17.

Каталитическое действие металлов
• легкоокисляющиеся металлы
(окислы или соли железа, меди,
свинца, олова)
• органические соединения,
содержащие железо: белки,
гемоглобин, цитохромы и др.
RООН + Fе2+ Fе3+ + RО + ОНRООН + Fе3+ Fе2+ + RОО + Н+

18.

Общая схема реакций перекисного
окисления липидов

19.

Схема порчи жиров
Жиры
Окисление
Гидролиз
Перекиси
Альдегиды
Жирные кислоты
Глицерин
Моно- и диглицериды
Кетоны
Оксикислоты
Газообразные
продукты
Низкомолекулярные кислоты
Продукты полимеризации,
поликонденсации
Прогоркание
появление специфического запаха
Осаливание
исчезновение окраски
уплотнение жира
появление салистой консистенции

20.

Изменение биологической
ценности жиров
1.
Окисление жизненно необходимых,
ненасыщенных жирные кислот.
2.
Образование ядовитых веществ (мускарин,
триметиламин и др.).
3.
Окислительные разрушения каротиноидов и
токоферолов.
4.
Образование перекисей (действуют на
клеточные мембраны, ДНК).
5.
Образованию вторичных, иногда токсичных
продуктов окислительной порчи жиров.

21.

Основные мишени активных
форм кислорода
Респираторная
система
Кишечник
O2
OH
OСl-
H2O2
Нервная
система
Сердце и
сосуды

22.

Последствия окислительного стресса
• Повреждение мембран на молекулярном
уровне:
– Активация перекисного окисления липидов
– Нарушение жидкокристаллической структуры
– Увеличение проницаемости для ионов и воды
• Нарушение третичной структуры белковферментов:
– Дезорганизация метаболизма
– Нарушение продукции энергии
• Повреждение нуклеиновых кислот

23.

Химические принципы
предохранения жиров от порчи
1. Уменьшить (исключить) контакт жира с
кислородом воздуха и с источниками энергии –
светом, теплом.
2. Хранить жир в герметической таре, в вакууме
или в атмосфере инертного газа при
отрицательной температуре.
3.
В жирах не должно быть легко окисляющихся
металлов (меди, железа, марганца), их солей
или органических производных, соединений
свинца, олова и других металлов, даже в
ничтожных количествах.

24.

Антиокислители (антиоксиданты)
не должны обладать вредными для организма
свойствами
при введении в жир они не должны вызывать
нежелательных органолептических изменений
Классификация:
1. Естественного происхождения (каротиноиды, витамин Е).
2. Синтетические (преобладают производные фенолов
(допустимые в пищу!)).

25.

Механизм действия антиокислителей
L + hv L
L + O2 LOO
LOO + AH LOOH + A
L – жирная кислота; АH – антиокислитель.
A + O2 AO2
1.
2.
3.
Антиокислитель ингибирует образование свободных
радикалов.
Антиокислитель разрушает уже возникшую
гидроперекись.
Синергисты антиокислителей усиливают действие
антиокислителей (органические кислоты, их эфиры и
отдельные неорганические кислоты).

26.

Антиоксидантные ферменты
Супероксиддисмутаза (разные формы содержат Cu/Zn и Mn):
О2- + О2- + 2Н+
Н2О2 + О2
Каталаза (гемосодержащий фермент):
2Н2О2
2Н2О + О2
Глутатионпероксидаза (содержит остаток селеноцистеина):
2GSH + Н2О2
GSSG + 2Н2O
Глутатионредуктаза (содержит FAD):
GSSG + 2НАДФН
2GSH + 2НАДФ+

27.

Естественные
антиоксиданты
Гидрофильные:
Липофильные:
аскорбат, глутатион, флавоноиды
убихинон, токоферол,
витамин А, каротиноиды
+ē
+ē
О2
Ферменты
О2
.
.
Н2О2
ОН
Супероксиддисмутаза (СОД)
Глутатионпероксидаза
Глутатион +
Н2О
Каталаза
Н2О + О2

28.

Превращения углеводов
В аэробных условиях бактерии, плесени и дрожжи обычно довольно
полно окисляют углеводы на поверхности мясопродуктов до СО2 и
Н2О.
Если окисление углеводов по каким-либо причинам неполное, то
накапливаются промежуточные продукты – различные органические
кислоты. Такие превращения углеводов обусловливают некоторое
подкисление тканей, но образующиеся продукты оказывают
относительно небольшое влияние на запах и вкус мяса.
При аэробных превращениях углеводов микроорганизмы получают
большое количество энергии для своего развития, и бурный рост их
приводит к образованию пятен (повреждений) на поверхности
продукта.