Авто́лиз мя́са, посмертный самораспад мясного сырья, приводящий к изменению химического состава, структуры и свойств животных тканей под воздействием собственных ферментов. Причина распада обусловлена прекращением обмена веществ в тканях и переходом биохимических процессов в необратимые. Прекращение поступления кислорода в ткани животного после остановки сердца приводит к анаэробному гидролитическому распаду мышечного гликогена до молочной кислоты.

Стадии автолиза мяса

Изменение свойств мяса после убоя животного идёт в следующей последовательности: парное мясо → посмертное окоченение → разрешение посмертного окоченения и созревание → глубокий автолиз, при этом изменяются качественные показатели.

На первом этапе автолиза гликоген расщепляется до пировиноградной кислоты, далее до молочной кислоты, вследствие чего понижается величина рН мышечной ткани. Уровень рН мяса определяется главным образом количеством образующейся молочной кислоты и во многом обусловливает технологические, микробиологические и товарные показатели мяса и мясной продукции.

По мере изменения величины рН создаются условия, способствующие активации некоторых тканевых ферментов. В ходе послеубойных изменений посмертный гликолиз создаёт общий фон, на котором развиваются последующие биохимические и физико-химические процессы в мышечной ткани.

Наряду с развитием процесса анаэробного гликолиза, протекающего с участием аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), изменяется состояние мышечных белков. Распад АТФ сопровождается выделением большого количества энергии, затрачиваемой на сокращение миофибрилл, что характеризует состояние посмертного окоченения животных тканей. Однако в течение определённого времени мясо сохраняет свойства, характерные прижизненному состоянию мышц и называется парным. Длительность задержки развития окоченения зависит от запасов гликогена в мышцах. Парное состояние мяса сохраняется до тех пор, пока в тканях имеются запасы ATФ и гликогена. Мясо считается парным, если температура в толще туши не ниже 35 °С. Мясо в парном состоянии имеет упругую консистенцию, небольшую механическую прочность, высокую водосвязывающую способность, цвет свинины – от светло-розового до светло-красного, говядины – насыщено красный, баранины – красно-коричневый. При надавливании на мясо пальцем ямка быстро выравнивается.

Развитие посмертного окоченения сопровождается понижением рН, сокращением и уплотнением мышечных волокон, что приводит к уменьшению водосвязывающей способности белков мяса, мышцы теряют эластичность, становятся твёрдыми. Наибольшей водосвязывающей способностью обладает мясо в парном состоянии, по мере развития посмертного окоченения водосвязывающая способность мяса уменьшается, достигая минимума к моменту полного развития посмертного окоченения, но в ходе разрешения посмертного окоченения водосвязывающая способность мяса постепенно повышается.

Парное состояние мяса, посмертное окоченение и его разрешение

Непосредственно после убоя у мяса животных слабо выражены специфические аромат и вкус, т. к. к этому времени не накопилось необходимое количество веществ, участвующих в образовании вкуса и аромата при тепловой обработке. В ходе автолиза при созревании мяса происходят изменения белковых веществ, жиров, углеводов и других компонентов, в результате которых образуются низкомолекулярные соединения (предшественники аромата и вкуса), которые в дальнейшем при тепловой обработке участвуют в формировании аромата и вкуса мяса.

После развития максимума посмертного окоченения происходит его разрешение, в результате которого повышается нежность мяса, водосвязывающая способность, сочность, накапливаются продукты распада компонентов мяса, являющихся предшественниками аромата и вкуса готовых продуктов.

Наступление посмертного окоченения мышечной ткани может быть ускорено несколькими способами:

• выдержка туш после убоя при высоких температурах окружающей среды;

• кратковременное воздействие высокого давления не более 150 Мпа;

• обработка туш электрическим током (электростимуляция).

В ходе автолиза основное значение имеет действие двух ферментных систем мяса – группы ферментов, ответственных за сокращение и расслабление мышечных волокон, и системы гидролитических ферментов, катализирующих процессы распада компонентов животных тканей. Эти процессы взаимосвязаны, но их роль на разных этапах автолиза различна.

Если при жизни животного величина рН мышечной ткани составляет 7,0–7,2, то через 1 ч после убоя в мясе с нормальным ходом автолиза (NOR мясо) она снижается до 6,2–6,4, а через 24 ч – до 5,6–5,8. Такое мясо обладает хорошими вкусовыми и питательными качествами и может храниться. Продолжительность созревания мяса зависит от пола, вида, возраста животного и других факторов, но главным является температурный фактор. Так, при температуре 1–2 °С мясо созревает в течение 10–14 сут, при 10–15 °С – 4–5 сут, при 18 °С – 3 сут.

Ухудшение свойств мясного сырья, поступающего на переработку, обусловлено целым рядом причин, в том числе генетическими последствиям, воздействием кратковременных стрессов, которые проявляются в стрессчувствительности животных их чрезмерной возбудимостью. При убое стрессчувствительных животных получают мясо с аномальным ходом автолиза (мясо с пороками качества).

PSE-мясо и DFD-мясо резко отличаются друг от друга как по внешнему виду, так и по физико-химическим свойствам. RSE-, RFN- и PNF-мясо обладает переходными свойствами, занимает промежуточное состояние между PSE-, NOR- и DFD-мясом.

Созревание мяса

Вслед за разрешением посмертного окоченения в ходе автолиза идёт процесс созревания мяса, в результате которого оно приобретает нежную консистенцию, сочность, приятный аромат и вкус. Этот процесс, как правило, идёт при низких положительных температурах (0–4 °С) и представляет собой совокупность сложных биохимических процессов в мышечной ткани, приводящих к изменению физико-коллоидной структуры белков под действием собственных ферментов. Изменения нежности мяса в ходе автолиза связаны в первую очередь с расслаблением мышечных волокон и протеолитическим распадом белков под действием тканевых ферментов. Кроме того, увеличение нежности мяса зависит от изменений соединительнотканных белков, главным образом коллагена.

В ходе послеубойного хранения мясных туш при недостаточном отводе тепла и затруднении диффузии газов, образующихся в мышцах, развивается загар мяса. При этом накапливаются кислые продукты распада гликогена, углекислого газа и сероводорода, что способствует созданию в мясе кислой среды (рН 5,2–5,3). Появляется неприятный запах (особенно в глубоких слоях около костей), мясо изменяет окраску, размягчается консистенция, вкус мяса становится неприятным. При обнаружении загара мясо разрубают на куски и помещают в холодильную камеру, при этом признаки загара исчезают, а мясо можно пускать на промышленную переработку.

В ходе длительного хранения мяса при низких положительных температурах (от –1,5 до 4 °С) в нём не только протекают процессы с участием тканевых ферментов, но и постепенно активизируются ферменты микроорганизмов, приводящие к его порче. При определённых условиях хранения (температура и влажность) действие ферментов микроорганизмов может опережать автолитические протеолитические процессы. Вначале на поверхности мяса появляется слизь, затем изменяются запах и цвет. Микроорганизмы вызывают изменения белковых веществ, при глубоком распаде которых образуются продукты гниения. На определённой стадии порчи мясо становится непригодным к употреблению и может вызвать отравления.

Для сохранения свойств мяса применяют низкие температуры, предотвращающие микробиальную порчу и тормозящие автолитические процессы, которые могут привести к глубокому распаду основных компонентов мяса. При замораживании и последующем хранении мяса резко замедляется активность тканевых ферментов, но не приостанавливается. Мясо считается замороженным, когда температура в толще составляет не выше –8 °С. При замораживании мяса автолитические процессы медленно продолжаются вследствие действия гликолитических ферментов. Эти изменения оказывают влияние на качество мяса.

Свойства размороженного мяса существенно зависят от глубины автолитических изменений к моменту замораживания. При размораживании мяса потери мясного сока будут существенными, т. к. при этом теряется не только вода, но и многие водорастворимые вещества: белки, аминокислоты, экстрактивные вещества, витамины и минеральные вещества.

Мясо, замороженное в парном состоянии, сохраняется достаточно хорошо, потери мясного сока при размораживании минимальны, т. к. разрушения клеточных структур небольшие, а по вкусовым свойствам не отличается от парного мяса.

Мясо, замороженное после разрешения посмертного окоченения (охлаждённое мясо) по вкусовым свойствам, близко к мясу, замороженному в парном состоянии. Однако при размораживании такое мясо теряет больше мясного сока вследствие частичного разрушения клеточной структуры мышц.

Мясо в состоянии посмертного окоченения замораживанию не подлежит, поскольку при размораживании будут большие потери мясного сока, а мясо становится дряблым, а после варки – жёстким.

Особенности автолиза мяса при посоле

Качественные показатели мяса и экономическая эффективность вырабатываемых продуктов во многом определяются водосвязывающей способностью исходного сырья. Водосвязывающая способность может различаться между мышцами одной и той же туши вследствие разной скорости и степени снижения величины рН в ходе автолиза, а также в результате различий в химическом составе мышц. Мышцы с более высоким содержанием внутримышечного жира, как правило, имеют более высокую водосвязывающую способность, т. к. внутримышечный жир разрыхляет микроструктуру мяса, в результате чего в нём содержится больше воды. Наиболее важные факторы, влияющие на водосвязывающую способность, нежность и цвет мяса:

• условия содержания животных перед убоем;

• стресс перед убоем;

• способ убоя, темп охлаждения и скорость снижения рН.

Быстрое охлаждение мяса снижает степень денатурации белков, что способствует меньшему сокращения миофибрилл и, соответственно, меньшим потерям мясного сока.

Для повышения технологических свойств мяса при выработке мясных продуктов добавляются пищевая соль и неорганические фосфаты. Пищевая соль при этом увеличивает водосвязывающую способность белков, и готовый продукт приобретает более нежную консистенцию.

Ионы хлорида натрия, проникая в мышечные волокна до наступления посмертного окоченения, резко замедляют процесс распада гликогена до молочной кислоты, а по истечении определённого времени (8–10 ч) он практически приостанавливается, стабилизируя рН мяса. Благодаря высокому электрическому заряду мышечных белков мясо, посоленное в парном состоянии, обладает высокой водосвязывающей способностью. Добавление хлорида натрия в мышечную ткань по истечении 24–48 ч после убоя животного в меньшей степени влияет на водосвязывающую способность. Посол мяса на более поздних стадиях автолиза способствует большему увеличению водосвязывающей способности и повышению растворимости белков актомиозиновой фракции.

Добавление фосфатов в солевые растворы способствует связыванию ионов кальция и магния, при этом снижается жёсткость воды, что повышает водосвязывающую способность белков мяса. Кроме того, фосфаты способствуют диссоциации актомиозинового комплекса на актин и миозин, что также увеличивает водосвязывающую способность мяса. Оптимальная температура для гидратации белков –2 °С.

Вследствие того, что взаимодействие белков мяса с ионами хлорида натрия идёт в течение определённого времени, необходимые свойства мяса достигаются лишь после выдержки его в посоле. В целях ускорения посола мяса применяют различные интенсифицирующие способы, к которым относится электромассирование (ЭМ) и механическая обработка (МО) в аппаратах разных конструкций. Применение интенсивных способов обработки способствует разрыхлению мышечной ткани, что позволяет сократить длительность созревания мяса в посоле за счёт ускорения процесса распределения ионов хлорида натрия по объёму продукта, повышения водосвязывающей способности и нежности мяса.

После наступления или даже до наступления посмертного окоченения при низких положительных температурах (0–4 °С) активируется система тканевых протеолитических ферментов. В послеубойном гидролизе белков участвует комплекс протеиназ (катепсины, кальпаины, протеасомы и каспазы), что приводит к размягчению (тендеризации) мяса.

Вопрос направленного использования сырья с учётом характера автолиза приобретает особое значение, т. к. очень часто в мышечной ткани обнаруживаются значительные отклонения от традиционного хода развития автолитических процессов.

У животных с аномальным ходом автолиза посмертное окоченение наступает значительно быстрее. В течение 60 мин величина рН мяса снижается до 5,2–5,5, температура сырья в этот период сохраняется на высоком уровне, что приводит к изменению состояния и свойств мышечных белков, приводящему к снижению водосвязывающей способности сырья.

В этой связи мясо с признаками PSE непригодно для производства варёных колбас, сосисок и сарделек, варёных и сырокопчёных окороков, т. к. при этом снижается выход готовых продуктов и ухудшаются их органолептические характеристики (светлая окраска, кисловатый привкус, жёсткая консистенция, пониженная сочность).

Мясо с признаками DFD обладает хорошей водосвязывающей способностью, повышенной липкостью. Вследствие прижизненного распада гликогена в таком мясе количество образовавшейся после убоя молочной кислоты невелико, но высокие значения рН ограничивают продолжительность его хранения, в связи с этим DFD-мясо не пригодно для выработки сырокопчёных изделий. Однако вследствие высокой водосвязывающей способности его целесообразно использовать при производстве варёных колбас, цельномышечных варёно-копчёных продуктов, быстрозамороженных полуфабрикатов.