Охлажденное мясо является благоприятной средой для развития микроорганизмов, выделяющих во внешнюю среду ферменты, которые расщепляют компоненты тканей мяса. Разнообразие микроорганизмов, развивающихся на мясе, различные условия хранения (температура, влажность, свет, санитарное состояние) обусловливают различную скорость и характер химических изменений компонентов мяса. Происходящие в мясе процессы приводят к накоплению нежелательных и токсических продуктов распада, в результате чего мясо приобретает неудовлетворительные органолептические свойства и делается опасным для употребления. Целью почти всех приемов при технологической обработке и хранении мяса является повышение его устойчивости к микробиальной порче.
При микробиальной порче мяса основную роль играют изменения белковых веществ, заключающиеся в распаде, обусловленном жизнедеятельностью протеолитических микроорганизмов, которые для своего питания разлагают белок или продукты его частичного гидролиза. Устойчивость мяса к гнилостному разложению зависит в основном от сохранности прижизненной структуры саркоплазмы, на стабильность которой влияют скорость обработки и характер технологических операций при разделке туш, техника убоя (например, вертикальное или горизонтальное обескровливание), а также условия хранения мяса. Установлено, что сохранность мяса возрастает со снижением интенсивности обмена веществ в организме животного. В связи с этим мясо старых и упитанных животных более устойчиво, чем мясо молодняка и тощих животных.
Сохранность мяса зависит от содержания в нем воды. Мясо телят, лошадей и коз более подвержено гнилостному разложению, чем свинина и говядина. Водянистое мясо менее устойчиво, чем мясо с небольшим содержанием капиллярной воды. Мясо животных, которым скармливали комбинированные корма, более устойчиво, чем мясо животных, получавших сочные корма.
Установлены условия обсеменения мяса микроорганизмами до убоя животного: больное животное, недостаточное питание и слишком длинный период предубойной выдержки без кормления.
После убоя животного обсемененность мяса зависит от ряда факторов. Микроорганизмы могут находиться на поверхности туши и в более глубоких слоях. Во внутренние слои тканей они проникают при жизни животного или во время убоя. Поверхностное обсеменение происходит в основном после убоя. Обсемененность тканей при жизни животного незначительная и во время убоя обычно небольшая. Поэтому на устойчивость мяса влияет в основном обсеменение при охлаждении, хранении и транспортировке.
Важным условием получения мяса, устойчивого к порче, является соблюдение санитарных требований подготовки животных к убою (предубойная выдержка, мойка животных), санитарных требований при убое (чистота оборудования, исключение порезов стенок кишок и желудка) и хранении мяса (дезинфекция камер).
При технологической переработке мяса источником обсеменения являются воздух производственных помещений, оборудование, руки и одежда рабочих, вводимые в мясо компоненты.
На устойчивость мяса при хранении в большей степени влияет влажность, чем температура. В летнее время мясо при хранении в камерах без кондиционирования воздуха быстро подвергается гнилостной порче, так как при попадании в камеру теплого воздуха резко возрастает его относительная влажность. Максимальная скорость развития бактерии на мясе наблюдается при относительной влажности воздуха больше 90—95%. Значительное увеличение периода устойчивости мяса к гнилостному разложению достигается при образовании на поверхности охлажденного мяса корочки подсыхания.
Температура является одним из важных факторов, влияющих на развитие микроорганизмов и характер изменений мяса. Снижение температуры тормозит развитие микроорганизмов, и этот прием используется в качестве способа консервирования мяса (охлаждение и замораживание мяса).
Гнилостный распад белковых веществ под действием ферментов микроорганизмов может протекать различно в зависимости от свойств разлагающихся белков, внешних условий и вида микроорганизмов. На начальной стадии гнилостного разложения происходит гидролиз пептидных цепей и образование крупных и мелких фрагментов белковых молекул (полипептидов) и некоторого количества аминокислот. Затем процессы дальнейшего расщепления белков и полипептидов продолжаются и вместе с тем начинаются процессы распада аминокислот. Аминокислоты подвергаются дезаминированию, декарбоксилированию, окислению и восстановлению. Преобладание при этом тех или других процессов зависит от вида микроорганизмов, а также от температуры и влажности воздуха в камерах хранения.
Наиболее часто встречающимся процессом распада аминокислот является их дезаминирование, которое может быть окислительным, гидролитическим, восстановительным и внутримолекулярным. В процессе дезаминирования в мясе накапливаются продукты химических превращений, в том числе оксикислоты, кетокислоты, спирты, аммиак, альдегиды, другие аминокислоты (в частности, глютамин превращается в глютаминовую кислоту), насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, в том числе летучие кислоты, из которых более 90% приходится на уксусную, масляную, муравьиную и пропионовую. Накопленный при дезаминировании аминокислот аммиак образует соли с кислотами мяса, и происходит сдвиг реакции в щелочную сторону. Благоприятные условия для развития гнилостных микробов создаются при реакции среды, близкой к нейтральной (6,8—6,9). Это имеет место, в частности, при убое утомленных и больных животных. В некоторых случаях при большом накоплении кислых продуктов распада аминокислот наблюдается сдвиг pH в кислую сторону и начальная стадия разложения принимает форму зависания.
Распространенным процессом распада аминокислот под воздействием декарбоксилаз микроорганизмов является их декарбоксилирование и образование углекислого газа и аминов. Амины имеют основной характер, и многие из них токсичны. Это прежде всего амины таких аминокислот, как фенилаланин, тирозин, гистидин (фенилэтиламин, тирамин, гистамин), или амины основного характера — аргинин, лизин, орнитин (агматин, кадаверин, путресцин); например, кадаверин образуется из лизина:
В результате накопления органических оснований происходит сдвиг реакции среды в щелочную сторону, так как выделяющийся при декарбоксилировании углекислый газ в незначительной части улетучивается.
Амины подвергаются дальнейшим химическим превращениям, продукты которых отличаются меньшей физиологической активностью. Этим объясняется более интенсивное отравляющее действие мяса, находящегося на ранних стадиях гнилостной порчи, по сравнению с мясом, находящимся на более глубоких стадиях. Аминокислоты могут подвергаться одновременно дезаминированию и декарбоксилированию, в результате чего могут быть получены различные органические вещества. При воздействии на аминокислоты микроорганизмы разрушают в основном боковую алифатическую цепь, оставляя ненарушенным ароматическое кольцо, в связи с чем в мясе образуются соединения, лишенные аминной и карбоксильной групп. Так, из тирозина образуются крезол и фенол, а из триптофана — индол и скатол.
Накопление H2S в более значительных количествах наблюдается только на глубоких стадиях гнилостного разложения в результате отщепления от аминокислот серы. К числу серосодержащих аминокислот относятся: цистин, цистеин и метионин. В результате постепенного восстановления сульфгидрильных групп цистина и цистеина образуются меркаптаны. Индол, скатол, крезол, H2S, меркаптаны — дурнопахнущие и ядовитые вещества, особенно индол и скатол. Распад аминокислот под воздействием ферментов микроорганизмов приводит также к образованию ряда простых органических соединений, например, метана.
Азотистые экстрактивные вещества под воздействием ферментов микроорганизмов подвергаются окислительному распаду, дезаминированию и декарбоксилированию с выделением NH3 и CO2. Из некоторых экстрактивных веществ могут образоваться ядовитые соединения, например, из креатина образуется метилгуанидин, из карнозина — гистамин.
В процессе микробной порчи мяса происходит образование ряда веществ (H2S, перекиси), которые влияют на изменение окраски мышечной ткани до коричневой, серой или зеленой. Это обусловлено окислительными превращениями гемовых пигментов (Mb и Hb). Окисление в геме железа с двухвалентного до трехвалентного приводит к образованию МетMb и МетHb коричневого цвета. Окисление Mb в присутствии сульфидов ведет к образованию сульфмиоглобина, имеющего зеленый цвет. Окисление Mb другими редуцирующими веществами также приводит к позеленению вследствие образования холемиоглобина. При дальнейшем окислении сульфмиоглобин и холемиоглобин распадаются, что приводит к появлению коричневой или желтой окраски или обесцвечиванию.
Превращения липидов при хранении мяса в основном не микробного происхождения. Однако некоторые микроорганизмы (например, Pseudomonas) имеют ферментные системы, вызывающие окислительные и гидролитические превращения липидов. Легче всего окислительным превращениям подвергаются липиды, содержащие ненасыщенные жирные и низкомолекулярные жирные кислоты. Липазы микроорганизмов катализируют гидролиз липидов. Распад триглицеридов, обусловленный гидролизом и окислением, приводит к накоплению в мясе свободных жирных кислот, органических перекисей, а на более поздних стадиях — альдегидов, кетонов, низкомолекулярных жирных кислот и оксикислот.
В аэробных условиях некоторые микробы, плесени и дрожжи обычно окисляют углеводы мяса полностью до CO2 и Н2O. Однако иногда могут накапливаться промежуточные продукты — различные органические кислоты. Это обусловливает некоторое подкисление тканей, но мало влияет на запах и вкус мяса. При анаэробных превращениях углеводов мяса могут образоваться: пировиноградная и молочная кислоты, CO2, водород, этанол и бутанол, ацетон, уксусная и масляная кислоты. Некоторые из этих веществ оказывают влияние на вкус и аромат мяса. Следовательно, в процессе гнилостного разложения многие вещества мяса разрушаются, в нем появляются новые химические соединения или изменяется количественное содержание имеющихся. Все это существенно влияет на изменение цвета, запаха, вкуса, консистенции и пищевой безвредности мяса в сторону их ухудшения.
При определенных условиях в мясе возможно развитие процессов брожения, однако ввиду низкого содержания углеводов оно бывает редко. Молочнокислому брожению наиболее быстро подвергаются печень и мясо лошадей ввиду высокого содержания гликогена. Такое мясо характеризуется кисловатым и неприятным запахом, вкусом и измененной окраской. Развитие брожения может привести к непригодности мяса для потребления и переработки.
Гнилостное разложение мяса характеризуется изменением комплекса органолептических показателей, зависящих от вида микрофлоры, вызывающей разложение мяса, вида тканей, подвергшихся разложению, и степени развития необратимых изменений.
Анаэробное разложение распространяется в туше очень быстро и начинается обычно внутри толстых слоев мышц, вблизи костей и суставов и сопровождается газообразованием. Происходит накопление газов между волокнами и пучками волокон и разрыв соединительнотканных прослоек. Мясо приобретает пористую структуру, сине-красный или серо-зеленоватый цвет, резкий и отталкивающий запах. Реакция среды колеблется в пределах pH 8,0—9,0.
Анаэробное гнилостное разложение может возникнуть при вынужденном убое, а также при чрезмерно продолжительном времени, прошедшем от оглушения до нутровки. В этом случае развивающиеся бактерии вначале проникают в толщу стенок кишок, а затем во внутренние слои брюшной полости. При благоприятных условиях через час после убоя в тушах животных без нутровки можно обнаружить значительное количество анаэробных микроорганизмов пищеварительного тракта.
Анаэробное гнилостное разложение обусловлено обсеменением мяса при его охлаждении и хранении. В поверхностных слоях мясных туш содержится кислород, поэтому в них развиваются в основном аэробные микроорганизмы. При поверхностном разложении процесс постепенно проникает в более глубокие слон. Аэробные микроорганизмы проникают в глубь мяса со скоростью 2—10 см в течение 1—2 сут при комнатной температуре и до 1 см за 30 сут при температуре, близкой к 0°С,
Характерным признаком развития аэробной гнилостной порчи является образование слизи" на поверхности мясных туш. Она обнаруживается, когда на 1 см2 поверхности насчитывается около 107,5 микроорганизмов. При низких плюсовых температурах срок появления ослизнения зависит от первоначальной микробной обсемененности поверхности мяса и относительной влажности воздуха. Высокая относительная влажность воздуха ускоряет слизеобразование. При температуре, близкой к —1°С, слизеобразование резко тормозится. Ослизнение является одним из наиболее часто встречающихся видов порчи охлажденного мяса при хранении и транспортировке. Мясо, пораженное ослизнением, теряет товарный вид, вкус и аромат, его поверхность становится увлажненной и на ощупь липкой. Из красного мясо становится вначале бледным, а затем приобретает зеленоватый оттенок. В тушах с развитием процесса гнилостной порчи прежде всего зеленеет поверхность шеи. Мясо, находящееся в состоянии аэробной гнилостной порчи, обладает неприятным, но не столь резким и отталкивающим запахом, как при анаэробной порче. Реакция среды pH 7,0—8,0. Консистенция мяса при аэробном разложении становится дряблой и тягучей.
Ткани мясной туши обладают различной устойчивостью к гнилостному разложению. Сохранность мяса обусловлена содержанием в тканях воды, белков, минеральных солей, а также pH среды.
Обычно анаэробное и аэробное гнилостное разложение мяса в чистом виде встречается относительно редко и оба вида порчи протекают одновременно. Важно обнаружить гнилостное разложение на ранней стадии. Это можно сделать с использованием ряда субъективных и объективных показателей. В начальной стадии порчи органолептические показатели изменены в столь незначительной степени, что трудно обнаруживается характерный запах разложения белковых веществ. Эффективный способ выявления порчи — варка проб, так как при повышении температуры возрастает испаряемость летучих соединений. Рекомендуется также растирать кусок мяса между пальцами, особенно при оценке образцов жирного мяса. Запах разлагающегося мяса значительно возрастает при нанесении на его поверхность разбавленных кислот (соляной, серной) или щелочей. При развитии процесса анаэробной порчи эффективным способом проверки является исследование запаха, цвета и консистенции более глубоких слоев мяса, например разрезание окорока, подрезание лопатки или разрезание неудаленной почки. Можно также прокалывать эти части деревянной палочкой или ножом.
Источник: Ю.Ф. Заяс. Качество мяса и мясопродуктов. Легкая и пищевая промышленность. Москва. 1981