Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.02) на тему:Научно-практические основы структурообразования мясопродуктов из сырья различного качества в условиях направленных биотехнологических воздействий

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова (ВНИИМП)

На правах рукописи

□03062426 Кузнецова Татьяна Георгиевна ■ _ —

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ МЯСОПРОДУКТОВ ИЗ СЫРЬЯ РАЗЛИЧНОГО КАЧЕСТВА В УСЛОВИЯХ НАПРАВЛЕННЫХ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Специальность 16.00.02 - Патология, онкология и морфология

животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора ветеринарных наук

'О

с ^

Москва - 2007 год

003062426

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте мясной промышленности имени В.М. Горбатова

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ: доктор ветеринарных наук

Белоусов A.A.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор ветеринарных наук,

профессор Никитченко В.Е

доктор ветеринарных наук, профессор Брагин Г.И.

доктор технических наук Куликовская Л.В

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ Московская государственная

академия ветеринарной медицины и биотехнологии

Защита состоится «fj)» « » 2007 г. в час.

на заседании диссертационного совета Д 212.149.03 при Московском государственном университете прикладной биотехнологии (МГУПБ) по адресу: 109316, г Москва, ул. Талалихина, д. 33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан чЗс?>~> 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор ветеринарных наук

Смирнова И.Р.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие рыночных отношений, повышение темпов производства и объемов выпуска продукции мясной промышленности неразрывно связано с совершенствованием и созданием принципиально новых ресурсосберегающих технологий и комплексным использованием животноводческого сырья, разработкой новых видов продукции с высокими потребительскими свойствами. Дефицит животноводческого сырья, который в последние годы испытывает мясная промышленность, требует решения задачи создания технологий и средств выработки продукции, отвечающих медико-биологическим требованиям из сырья с различными отклонениями качественных и функциональных показателей. Выполнению этой задачи должно способствовать развитие теоретических исследований процессов структурообразования, протекающих в мясе при хранении и технологической обработке, в том числе с использованием биотех-иологических приемов, позволяющих интенсифицировать процесс производства мясных продуктов и рационально использовать сырье с низкими функционально-технологическими свойствами.

Решение этих вопросов неразрывно связано с разработкой комплекса показателей объективной и надежной оценки качества сырья и готовой продукции за счет использования новых аналитических методов, которые должны соответствовать передовому уровню науки и технологии.

В то же время в работах Бем Р , Плева В., Налетова H.A., Тиня-кова Г.Г., Велинова П , Белоусова A.A., Писменской В.Н., Хвыли С.И., Horn D., Katsaras К. и других показано, что прижизненное состояние мясного сырья и любое технологическое воздействие на него, связанное с убоем животного, хранением и переработкой, находят свое отражение в изменениях морфологических свойств его структурных элементов.

В связи с этим возникла необходимость проведения более глубоких исследований мясного сырья для установления комплекса морфологических критериев объективной и всесторонней оценки прижизненного формирования его качественных показателей в зависимости от возраста животных, морфо-функциональных особенностей мышц, генотипа на базе микроструктурных методов исследования для разработки на этой основе эффективных технологий переработки мясного сырья, а также его рационального использования при изготовлении мясных продуктов.

Цель и задачи. Цель настоящей работы заключается в разработке научно-практических основ структурообразования мясопродуктов из сырья различного качества в условиях направленных биотехнологических воздействий.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: исследовать морфологические особенности мясного сырья в зависимости от вида и возраста животных, функциональных особенностей мышц, качественной группы, генотипа, различных способов обездвиживания,

изучить микроструктурные изменения соединительной ткани в условиях механических, термических и ферментативных воздействий; установить взаимосвязь между процессами структурообразования и функционально-технологическими свойствами мяса и изготовленных из него мясопродуктов;

исследовать механизмы коррекции мясного сырья с низкими функциональными свойствами с использованием пищевых добавок; выявить микроструктурные показатели, характеризующие свежесть рубленых полуфабрикатов и вареных колбасных изделий; разработать микроструктурные методы идентификации и количественной оценки отдельных ингредиентов и пищевых добавок в мясной продукции с использованием морфометрического метода исследования.

Научная новизна работы. Теоретически обоснованы, экспериментально доказаны и установлены морфологические и морфо-метрические критерии оценки качественных характеристик мясного сырья на основе исследования микроструктурных и технологических показателей, характеризующих особенности его структурообразования с учетом прижизненных факторов.

Расширены теоретические представления о процессах структурообразования мясного сырья различных качественных групп. Установлена взаимосвязь между процессами структурообразования и функционально-технологическими свойствами мясного сырья

Определены особенности микроструктурных изменений соединительной ткани в ходе подготовки ее к использованию для производства мясопродуктов в условиях различных способов обработки.

Дана система дифференциации микроструктурных изменений мышечной ткани цельномышечных и измельченных мясопродуктов положительно или отрицательно влияющих на их качество

Определены механизмы коррекции низких функционально-технологических свойств мясного сырья и оптимизации структуро-образования готовой продукции с использованием пищевых добавок

Сформулированы методологические подходы к определению свежести измельченных мясопродуктов по микроструктурным показателям.

Разработаны методы идентификации и определения количественного содержания отдельных ингредиентов и пищевых добавок в мясных продуктах.

Практическая ценность и реализация результатов. Установленные морфологические и морфометрические критерии оценки качества мясного сырья и мясопродуктов, изготовленных в условиях биотехнологических воздействий, позволяют:

- объективно оценивать свойства мясного сырья, прогнозировать его качественные характеристики и определять рациональные режимы и наиболее эффективные способы переработки, обосновывать схемы дифференциальной разделки,

- прогнозировать и корректировать пороки мясного сырья в процессе технологической обработки;

- устанавливать рациональные режимы и способы обработки соединительной ткани;

- выявлять степень микробиальной порчи измельченных мясопродуктов;

- идентифицировать и проводить определение количественного содержания растительных ингредиентов и отдельных пищевых добавок в составе мясопродуктов.

Результаты исследований использованы при разработке 11 технологий производства мясных продуктов и широко используются в настоящее время при проведении научно-исследовательских работ в области совершенствования и разработке новых технологий производства мясопродуктов, оценке их качественных показателей и создании новых видов продуктов.

Введены в действие ГОСТ 19496-93 «Мясо. Метод гистологического исследования», ГОСТ 51604 «Мясо и мясопродукты. Метод идентификации состава», методика выполнения измерений содержания полисахаридов неживотного происхождения в мясе и мясопродуктах (№ ФР. 1.31.2005 01985), методика выполнения измерений содержания белков растительного и животного происхождения в мясе и мясопродуктах (№ ФР. 1.31.2005.01986), получен патент на изобретение № 2287953 мясной продукт для питания детей и профилактического питания и способ его производства

Теоретические положения работы и результаты экспериментальных исследований использованы в учебном пособии для обучения студентов по курсу гистологии и ветсанэкспертизы «Микроструктура мяса и мясопродуктов» (2005 г.) и «Атласе мясного сырья и мясных продуктов» (2007), в методических рекомендациях по применению количественного микроструктурного анализа в мясной промышленности и научных исследованиях (1995), оценке мясного сырья и определения состава мясопродуктов микроструктурными методами (1998), комплексной оценке мясной продуктивности и качества мяса свиней разных генотипов (2000 г.), гистологическому методу оценки свежести субпродуктов (2007)

Полученные данные включены в курсы лекций по гистологии, ветеринарно-санитарной экспертизе, патологической анатомии, для подготовки специалистов мясной промышленности

Автор защищает:

Научно-практические основы структурообразования мясопродуктов из сырья различного качества в условиях направленных биотехнологических воздействий.

- микроструктурные особенности структурообразования мясного сырья в зависимости от вида и возраста животных, функциональных нагрузок мышц, качественной характеристики, генотипа животных;

- использование установленных критериев при оценке качества мясного сырья, его технологической пригодности, свежести измельченных мясопродуктов;

- использование микроструктурных критериев оценки структурообразования мясного сырья при интенсификации биотехнологических воздействий, определении рациональных режимов технологических процессов, совершенствовании и создании новых технологий;

- микроструктурные методы идентификации и количественной оценки состава мясных продуктов.

Апробация работы. Результаты научных исследований доложены и обсуждены на международных и европейских конгрессах работников НИИ мясной промышленности (США, 1980; Австрия 1981; Парма 1983; Австрия 1985, Новая Зеландия 1987; Франция,1992; США 1995; Югославия 1995, 1999; Аргентина 2000; Польша 2001), а также на 19 международных научных и научно-теоретических конференциях и симпозиумах (1990-2005 гг.).

Публикации По результатам проведенных исследований опубликованы 34 работы и, в том числе, учебное пособие «Микрострукту-

ра мяса и мясных продуктов», «Гистологический атлас мясного сырья и мясных продуктов», получен патент на изобретение № 2287953.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения полученных результатов, выводов, списка литературы. Работа изложена на 380 страницах машинописного текста, содержит 57 таблиц, 96 рисунков Список литературы включает 388 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель работы, задачи исследований, научная концепция и положения, выносимые на защиту.

В литературном обзоре систематизированы и обобщены современные представления о структуре мышечной ткани, приведены сведения о ее морфологических, физико-химических, биохимических свойствах в связи с породой, возрастом и генотипом животных, а также изменения в процессе автолиза и нарушения температурно-влажностных режимов хранения. На основе информационных данных о свойствах мышечной ткани с пороками качества мясного сырья приведен критический обзор методов его дифференциации. Дана оценка принципов и способов современных тенденций совершенствования и разработки технологий рационального использования мясного сырья, в том числе с пороками качества.

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Определение микроструктурных показателей, характеризующих прижизненные особенности структурообразования мышечной ткани в связи с выполняемой функцией и физическими нагрузками мышц, испытываемыми при жизни животного, возрастом, генотипом, а также в зависимости от качественной группы (NOR, DFD, PSE) мясного сырья проводили на мышцах крупного рогатого скота, свиней и овец.

Изучение возрастных особенностей мышечной ткани проводили на длиннейшей мышце спины овец русской породы в возрасте 2-12 месяцев.

Изучение микроструктурных особенностей мясного сырья в связи с выполняемой при жизни функцией проводили на 12 анато-

мически выделенных мышцах бычков и 18 мышцах свиней шейного, лопаточного, спинно-реберного и тазобедренного отрубов различных качественных групп на 2-е сутки после убоя. Для исследований использовали бычков черно-пестрой породы в возрасте 16-18 мес., весом 420-430 кг, свиней крупной белой породы в возрасте 7-9 месяцев весом 100-130 кг.

Выбор животных проводили по принципу аналогов со сходной зоотехнической характеристикой.

Для изучения особенностей формирования мясной продуктивности и сравнительной оценки качества мяса свиней разных генотипов по морфологическим показателям были отобраны свиньи следующих пород: крупная белая, крупная черная, дюрок, ландрас и помеси - крупная белая х крупная черная, крупная белая х ландрас, крупная белая х дюрок, крупная белая х пьетрен х дюрок. Всего сформировано 8 групп по 10 животных. Изучение морфометриче-ских показателей мышц свиней различных генотипов проводили на мясном сырье по величине рН|-рН24 наиболее близкой к мясу NOR.

Для изучения микроструктурных особенностей мясного сырья с различной величиной pH (6,8-5,2) после убоя и в процессе автолиза (24 ч, 48 ч, 120 ч) в качестве объекта исследования использовали длиннейшую мышцу спины свиней крупной белой породы в возрасте 7-9 месяцев весом 100-130 кг, аналогичных по зоотехнической характеристике. Мясное сырье разделяли в соответствии с величиной рН24- на группы NOR (6,2-5,8), PSE - (5,8-5,2), DFD - (6,8-6,2) с последующим выделением из них сырья, отличающегося по морфологическим показателям от принятых для данных групп.

Сравнительные исследования микроструктурных показателей, характеризующих качество мясного сырья, получаемого при различных способах обездвиживания крупного рогатого скота - электрооглушением и механическим (путем перерезки кровеносных сосудов шеи - кошерным и с использованием пневматического пистолета) проводили на длиннейшей мышце спины после убоя и в процессе автолиза (24 и 48 ч). В целом микроструктурным исследованиям подвергнуты мышцы, взятые от 260 животных.

Для определения влияния различных методов подготовки соединительной ткани (механических, теплового, ферментативного) к использованию в производстве мясных продуктов на ее микроструктурные показатели, функционально-технологические и структурно-механические свойства использовали соединительнотканную фракцию (СТФ), полученную при механической жиловке говядины 2 сорта В качестве ферментных препаратов растительного происхождения

для обработки СТФ использовали 0,4 % раствор папаина, животного происхождения - трипсин, концентрированный куриный пепсин, коллагеназу, полученную из гепатопанкреаса камчатского краба, панкреатин (в сочетании с бактериальной культурой L. casei).

Объектом для исследования закономерностей и характера трансформации белков низкосортного мясного сырья под действием ферментного препарата коллагеназного действия микробного происхождения ФПМ-МП использовали говядину 2 сорта и изготовленный из нее фарш. Продуцентом биологически активного препарата являлась Serratia proteamaculans-94. Температурный оптимум воздействия препарата на мясное сырье находился в пределах 4-10 °С, pH 5,8-6,0. Для определения оптимальных условий воздействия ФПМ-МП фарш обрабатывали препаратом в концентрации 0,05 %, 0,1 %, 0,2 %, инкубацию проводили в течение 24-48 ч.

Изучение микроструктурных изменений мышечной ткани в процессе биотехнологических воздействий проводили с учетом качественных показателей мясного сырья и способов его обработки. Объектом исследования структурообразования цельномышечных и измельченных мясопродуктов служила мышечная ткань на различных технологических этапах изготовления продукции с использованием механических способов обработки, пищевых добавок (ионов кальция, фосфатов, лактата кальция, цитрата кальция), винно-спиртовых композиций, углеводов, молочнокислых культур (БФП-1, БФП-2, ПБ-МП, ББП-СК), пропионовокислых бактерий, комплекса биотехнологических воздействий.

Объектом исследования для изучения микроструктурных показателей микробной порчи вареных колбасных изделий, рубленых полуфабрикатов и влияния на их структуру бактериостатических препаратов использовали пищевые добавки лактат натрия, Ламефос Фреш (смесь пищевых добавок - ацетата натрия (Е 262), лимонной кислоты (Е 330), хлорида натрия и аскорбиновой кислоты (Е 300), рекомендуемых изготовителем для удлинения сроков годности колбасных изделий и мясных полуфабрикатов и сохранения органолептических свойств готовой продукции Дозировка препарата Ламефос Фреш составляет 5 г на 1 кг фарша (0,5 %), лактата натрия 2 % к массе сырья.

Объектом исследования морфологических свойств вареных колбасных изделий в процессе хранения (45 сут) служили колбасы, выработанные с использованием водо-газонепроницаемой оболочки Делон-Т

СХЕМА ЭКСПЕРИМЕНТА

Вид, возраст животных

Функциональные особенности мышц животных

Генотип животных

Структурообразование мясного сырья в процессе обездвиживания и

автолиза

1 электрооглушение

2 механический способ

мясное сырье различных качественных групп через 1 ч-120 ч после убоя

Изменения морфологических свойств соединительной ткани в условиях биатехнплпги чсских воздействий

Структурообразование мясопродуктов в условиях биотехнологических воздействий из сырья различного качества

(механических, электростимуляции, ферментных и бактериальных препаратов, пищевых добавок, их комплексного использования)

Морфологическая оценка свежести рубленых полуфабрикатов и вареных колбас в процессе хранения

1 Определение показателей санитарной доброкачественности рубленых полуфабрикатов

2 Влияние пищевых добавок на морфологические свойства полуфабрикатов в процессе хранения

1 Определение показателей санитарной доброкачественности вареных колбас

2 Влияние пищевых добавок и новых видов оболочек на морфологические свойства вареных колбас в процессе хранения __

Идентификация пищевых добавок, количественная оценка пи-шевых добавок и растительных белков в мясопродуктах

Определение количественного содержания в мясных продуктах растительного (соевого) белка и полисахаридов проводили на модельных образцах с различным содержанием исследуемых ингредиентов.

Основными методами исследования являлись - гистологический и гистохимический, трансмиссионная и сканирующая электронная микроскопия, а также морфометрия с помощью анализатора изображения Маджискан-2А.

Исследования проводили по общепринятым методикам. Для оценки качества мясного сырья, полуфабрикатов и готовых мясопродуктов, помимо микроструктурных применяли также стандартные физико-химические, биохимические, структурно-механические, технологические, органолептические и микробиологические методы анализа:

- влагосвязывающая способность (ВСС) по методу Грау и Хам-ма в модификации Воловинской В.П.(1962); содержание влаги - ускоренным методом по ГОСТ 9793-74; pH - по ГОСТ 51478-99; ЛЖК -ГОСТ 23392-78; эффективность тепловой обработки колбасных изделий по ГОСТ 23231-78; определение амино-аммиачного азота - по методу Х.К. Горегляд, Н Г. Кожемякин; переваримость белков in vitro -методом Покровского A.A. и Ертанова И.Д; напряжение среза - на приборе ПМ-3, реологические свойства -пенетрометром ППМ-4, перекис-ное число - по ГОСТ 8285-91; кислотное число - по ГОСТ 8285-91; органолептические показатели - по пятибалльной шкале; массовая доля поваренной соли - по ГОСТ 9957-73; содержание оксипролина в коллагене - по методу Ньюмен и Логана в модификации Зайдес; разва-риваемость коллагена - по методу Кузнецовой Г.Н.; микробиологические исследования - по стандартным методикам в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01.

Структурно-механические, технологические и микробиологические исследования проводили совместно с ведущими специалистами соответствующих лабораторий ВНИИМП, разработка методик выполнения измерений содержания полисахаридов, белков растительного и животного происхождения в мясе и мясных продуктах совместно со специалистами ФГУП ВНИИМС.

Для получения достоверных результатов эксперименты повторяли не менее 3-х раз при 3-5 кратной повторности анализа каждого из образцов. С целью соблюдения репрезентативности выборки, отбор проб для качественного и количественного микроструктурного исследования проводили из разных участков анализируемого образца

Обработку экспериментальных данных проводили методами математической статистики с использованием стандартных компьютерных программ.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Морфологические свойства мясного сырья для производства мясопродуктов

На основании результатов проведенных исследований и анализа данных литературных источников установлено, что мясное сырье характеризуется не только комплексом физико-химических, биохимических, микробиологических, структурно-механических, орга-нолептических свойств, но и прижизненными и послеубойными морфологическими характеристиками, в совокупности определяющими качество изготовленных из него готовых продуктов.

Результаты морфометрических исследований 12 анатомически выделенных из шейного, лопаточного, спинно-реберного и тазобедренного отрубов мышц бычков и 18 мышц свиней различных качественных групп свидетельствуют о том, что в связи с видовой принадлежностью, анатомическим расположением на туше и функциональными особенностями, мышцы в пределах изученных отрубов значительно различаются по морфологическим показателям (содержанию мышечной, жировой и соединительной ткани, диаметру и соотношению типов волокон, количеству волокон в пучках, длине саркомеров, а также степенью развитости соединительнотканного каркаса и деструкции мышечных волокон в процессе автолиза).

Проведенные исследования позволили установить, что все выше перечисленные показатели находятся в тесной взаимосвязи друг с другом и определяют качественные и функционально-технологические свойства мышечной ткани.

По комплексу морфологических показателей (в первую очередь, содержанию соединительной ткани и соотношению типов волокон) все изученные мышцы бычков, принадлежащие к разным отрубам полутуши, можно разделить на 4 группы 1 - длиннейшая мышца спины; приводящая, средняя ягодичная; 2 - трехглавая, полуперепончатая, четырехглавая, двуглавая; 3 - гребешковая, предо-стная, полусухожильная, заостная; 4 - плечеголовная (рис.1). Мышцы свиней - на 5 групп: 1. - длиннейшая мышца спины, приводящая, средняя ягодичная, полуперепончатая, малая поясничная; 2. - двуглавая, трехглавая, гребешковая, четырехглавая; 3 - плечеголовная; 4 - заостная, икроножная, полусухожильная, предостная, 5 - широ-

чайшая мышца спины, глубокая грудная, зубчатая вентральная, длиннейший разгибатель пальцев.

При сравнении морфологических свойств мышц бычков и свиней различных групп (1-4; 1-5) установлено, что по сравнению с длиннейшей мышцей спины (1 группа), мышцы, отнесенные ко 2-5 группам, характеризуются последовательным снижением величины диаметра и степени деструкции мышечных волокон, длины саркомеров, изменением соотношения мышечной, соединительной и жировой ткани, в сторону повышения количества соединительной, увеличением количества волокон окислительного типа.

Данные морфологических исследований согласуются с результатами физико-химических исследований (табл. 1).

Проведенные экспериментальные исследования отдельных мышц свиней свидетельствуют о том, что мышцы 1 и 2 групп содержат наибольшее количество мышечной ткани (90,1-79,6 %).

По мере увеличения физической нагрузки в мышцах повышается содержание соединительнотканных элементов, меняется их качественный состав, становится неравномерным распределение жировых включений, снижается количество мышечных волокон в первичных пучках, меняется качественный состав и соотношение типов мышечных волокон, становится неравномерным распределение жировых включений, автолитические процессы протекают менее интенсивно.

Наибольшую нагрузку несут мышцы конечностей и шеи. Содержание соединительной ткани в этих мышцах бычков возрастает в среднем на 3,8%-14,6%, свиней - на 2,5%-4,3% по сравнению с длиннейшей спины.

Соотношение мышечной, жировой и соединительной тканей изменяется в связи с возрастом Установлено, что площадь, занимаемая мышечной тканью в длиннейшей мышце спины увеличивается на 5,4 % у животных в возрасте 2-х месяцев по сравнению с той же мышцей в 12 месяцев, при этом площадь, занимаемая соединительной тканью снижается на 12,0 % Это связано с увеличением толщины и количества коллагеновых пучков и снижением количества основного вещества

Проведенные морфометрические исследования позволили установить коэффициенты корреляции между величиной, характеризующей структурно-механические свойства мышечной ткани бычков (напряжением среза), толщиной соединительнотканных прослоек пе-римизия (г=0,89) и содержанием соединительной ткани в мышце (г=0,88).

Рис. I Микроструктура мышц крупного рогатого скота (1-4 группа) Ув.х 300.

Табл. 1. Качественная характеристика анатомически выделенных мышц бычков различных групп (1 -4 группы)

ft-36

[ кжачатедн Группы мыши

1 группа лишне й mas СПИНЫ 2 группа четырехгй-^ря 3 1 руппа 'миктная 4 группа плечуголовная

м ±s

Ра ¡варивасмосп, konjmi«Ha, % 63,30.rO.OS 38.00+0,04 36,<)(Н0,06 30.50±0,04

СОСДИННТС:! ЬНЛЯ 1 кань. % 1,70 + 0.16 2,50+0,17 2,8+0,13 3,20+0,11

ВСС. % к общей влаге 6G,8±0,04 64,240,03 63,0+0,03 58,6+0,02

I креварймость in \ | .ги мг 1 причин а/г ОСЛКа -пепсин -трипсин -сумма Ю,38±0,08 10,26+0,12 20,64+0,20 10,98+0,11 l),58:-0,0') 20,56±0,20 11,05+0,16 9,22±0,12 20,2710,28 10,6310,09 S Л 1+0,13 ¡8,74+0,2!

3 I р) iina - 'июетная мы ищи

4 г руппа - плечеголошши мышца

2 группа ■

г- f

мышца

Существенное значение в формировании морфологических свойств мышечной ткани изученных мышц бычков и свиней имеет соотношение типов мышечных волокон, обусловленное видовой принадлежностью мышц, их анатомо-топографическим расположением на туше и возрастом животных.

У свиней количество гликолитических волокон в изученных мышцах превышает на 16,8%-5,2% аналогичные мышцы бычков (1-4 группы) и колеблется от 75,0% до 55,3% Содержание мышечных волокон гликоли-тического типа в мышцах бычков колеблется от 61,2 до 50,0 %.

Длиннейшая мышца спины мелкого рогатого скота сформирована преимущественно из волокон окислительного типа, количество волокон гликолитического типа ниже по сравнению с аналогичной мышцей бычков и свиней соответственно на 39,1 % и 52,9 %.

Наибольшее содержание гликолитических мышечных волокон отмечается в мышечной ткани длиннейшей, приводящей и средней ягодичной мышцы бычков На 5,1-9,2 % ниже содержание волокон того же типа в трехглавой, полуперепончатой, четырехглавой, двуглавой мышцах. Наименьшее содержание гликолитических волокон выявлено в мышечной ткани предостной, полусухожильной, заостной, гребешковой и мышцах шеи, при наибольшем содержании окислительных волокон.

С увеличением возраста с 2-х до 12-и месяцев в длиннейшей мышце спины овец количество волокон гликолитического типа возрастает на 7,5 % при сокращении количества окислительных на 11,1 % (табл 2).

Проведенные исследования позволили установить корреляционную зависимость между средней длиной саркомеров и содержанием гликолитических волокон в мышцах, коэффициент корреляции составил 0,86.

Мышцы, содержащие больший процент мышечных волокон окислительного типа характеризуются более низкой влагосвязы-вающей способностью.

Проведенные исследования показали, что длина саркомеров оказывает влияние на нежность мяса, коэффициент корреляции между показателем напряжения среза мышц бычков и длиной саркоме-ра составляет 0,79.

Установлено, что все изученные мышцы отличались степенью развития деструктивных изменений в процессе автолиза. Количественная оценка степени деструкции мышечных волокон показала зависимость данного показателя и содержания в мышечной ткани во-

локон гликолитического типа. Коэффициент корреляции между этими величинами составил 0,87. Наибольшая степень деструкции отмечается в мышечной ткани длиннейшей, средней ягодичной и приводящей мышцы, наименьшая - в мышцах шеи.

Табл.2. Изменения соотношения типов мышечных волокон в длиннейшей мышце спины овец в зависимости от возраста

п - 36

Возраст месяцы Диаметр мышечных волокон, мкм Соотношение типов мышечных волокон, %

гл и кол ити ческие А\У окислительные ВЯ промежуточные АЯ

М ±в

2 14,7+0,5 14,6±0,2 57,3±0,3 28,1±0,3

4 22,8±0,4 16,9±0,5 50,4±0,4 32,7±0,2

6 26,5+0,3 20,9+0,3 47,! ±0,5 32,0±0,6

12 28,6±0,3 22,1 ±0,2 46,2±0,3 31,7+0,4

Установлена корреляционная зависимость между показателем, характеризующим степень деструкции мышечных волокон и напряжением среза, коэффициент корреляции составляет - 0,81.

Диаметр мышечных волокон обусловлен также типом волокон и увеличивается с возрастом животных. Так, увеличение диаметра мышечных волокон длиннейшей мышцы спины овец от 2-х до 12-и месяцев составляет 54,1 % Диаметр мышечных волокон гликолитического типа на 50,2 % больше диаметра окислительных волокон и на 30,2 % - промежуточных Коэффициент корреляции между содержанием гликолитических волокон в мышце и диаметром волокон составляет 0,81.

Определен коэффициент корреляции между средним значением диаметра мышечных волокон в мышце и показателем, характеризующим его нежность (напряжением среза), который составляет 0,93.

Соотношение различных типов мышечных волокон в мышце предопределяет склонность той или иной мышцы к проявлению признаков РБЕ-мяса. Установлено, что содержание волокон гликолитического типа коррелирует с количеством узлов сверхсокращения, при этом коэффициент корреляции для мышечной ткани крупного рогатого скота составляет 0,71, свиней 0,75. Таким образом, мышцы, содержащие более высокий процент волокон гликолитического типа, более склонны к проявлению синдрома РБЕ, к ним можно отнести мышцы 1-2 групп.

Установленные зависимости являются характерными, как для мясного сырья, полученного при убое крупного рогатого скота, так и свиней, в связи с чем, отмеченные морфологические показатели позволяют прогнозировать функциональные свойства основной части сырья, поступающего на переработку, определять наиболее эффективные пути его использования, с учетом морфологических свойств обосновать схемы дифференциальной разделки туш.

Значительное влияние на увеличение неоднородности мясного сырья оказывает изменение экологической обстановки, а также селекционная работа, направленная на выведение новых генотипов животных с улучшенными показателями роста и накоплением большего количества мышечной ткани.

Результаты проведенных микроструктурных исследований свидетельствуют о том, что мясное сырье с величиной рН от 6,8 до 5,2 является крайне неоднородным и с учетом основных технологических показателей (величины рН, ВСС, потерь при термической обработке), а также органолептических показателей мышечная ткань на основе выявленных морфологических различий может быть разделена на 7 групп

Установлено, что образцы мясного сырья, отнесенного на основании величины рН 6,3-5,8 к МСЖ-мясу, различаются, как по морфологическим, так и физико-химическим показателям. В связи с чем, из мясного сырья с указанной величиной рН на основании морфологических показателей можно выделить группу мясного сырья со слабо выраженными свойствами Р8Е, включающую образцы мышц с величиной рН 5,9-5,7, в структуре которых через 1 час после убоя обнаруживаются единичные или множественные различные по протяженности участки сверхсокращения со сближенной поперечной исчер-ченностью (рис. 2). В среднем количество таких волокон в пучке составляет от 20 до 40 % Влагоудерживаюшая способность такого мясного сырья на 8,8%-14,]% ниже мяса МОЯ, в связи с тем, что часть свободных связей миозинового, актинового и, по-видимому, других структурных белков мышечной ткани способных удерживать влагу, идет на образование более уплотненного, чем актомиозиновый, белкового комплекса (полосы и узлы сверхсокращения)

Неравномерное сокращение мышечных волокон и образование сверхсокращенных участков приводит к дополнительным деструктивным изменениям, связанным с частичным разрывом миофиб-риллярной субстанции в прилегающих участках, что с учетом повы-

шения про нище мости сарколеммы, оказывает отрицательное влияние на потери влаги при термической обработке.

Коэффициент деструкции волокон в этой группе, характеризующий интенсивность автолитических изменений через 48 ч и на 5 сутки автолиза увеличивается по сравнению с ЖЖ-мясоч соответственно на 18 и 7,1 %, потери при термической обработке на 4,2-7,5 % выше по сравнению с мясом-ЖЖ.

Колее глубокие изменения в структуре мышечной ткани отмечаются в группе мясного сырья с величиной рН 5,6-5,5, которая по морфологическим показателям (длине сарком еров, выраженности поперечной исчерченности и т.д.) в большей степени соответствует мясу с умеренно выраженными свойствами

> 1 ::

ч " Ч V

4 ^:

- ■ ч-г. -

■- ■ _ *:

■ 5*Г № ' I

рН 6,3-5,8

" н \ . .. ■■

у*»*:.'?®

У ■

¡V ■

- ■

И ■ У

" у. л

Ъ ¿Ж'.''

■л ■

■ Л . --

„.®Г ) В ■

р]| 5.9-5,7

'" Т..; .

' ---¿'-¿г? ^

рН 5.6-5,5

рН 6.8-6,6

Рис. 2 Микроструктура мышейНйй ткани йшннейшей мышцы спины различных качественных групп Ун. \ 300,

В структуре мышечной ткани отмечаются множественные узлы и полосы сверхсокращения, характеризующиеся множественными разрывами не только м и о фи ор ил л я р н ой субстанции в прилегающих к сокращенным участкам, но и деструкцией самих сокращенных участков и сарколеммы (рис. 2). Отмеченные изменения приводят к

большим потерям влаги при хранении мясного сырья, его влаго-удерживающая способность сокращается по сравнению с мясом-N01* на 21,3-22,5 %. Отмеченные изменения охватывают до 40-60 % мышечных волокон в пучке, иногда отдельные пучки целиком Альтерация мышечной ткани, вызванная физическими факторами, сопровождающаяся образованием узлов сверхсокращения, приводит к необратимой денатурации белков саркоплазмы и выраженному сдвигу реакции среды в кислую сторону.

Проведенные исследования микроструктуры мясного сырья с величиной рН менее 5,4 позволили выделить две группы - с ярко выраженными свойствами Р8Е и с экстремально выраженными признаками РЯЕ.

Группа мясного сырья с ярко выраженными свойствами РЯЕ (рН 5,4-5,3) характеризуется микроструктурными признаками, свойственными для мяса с пороком РБЕ. Установлено, что средний диаметр мышечных волокон длиннейшей мышцы спины с пороком Р8Е на 7,5 % меньше по сравнению со средней величиной диаметра волокон в мышце с нормальным значением рН, порозность мяса возрастает на 6,0 % по отношению к величине порозности мяса-ЖЖ, длина саркомеров снижается на 46,4 %. Коэффициент деструкции увеличивается по сравнению с ТМОЯ-мясом на тот же срок автолиза (48 ч) в 6,8 раза. Указанные изменения структуры сопровождаются атипичным повышением проницаемости клеточных мембран.

Электронно-микроскопические исследования позволили установить изменения ультраструктуры поверхностных мембран и мембран внутриклеточных органелл (митохондрий, саркоплазматическо-го ретикулума и т.д.) мышечных волокон, свойственные для процесса диспротеиноза, связанного с гипоксией и ферментопатией.

Количество волокон в первичном пучке, в которых обнаруживаются отдельные участки сверхсокращения, составляют 20-30 %. Влагоудерживающая способность мясного сырья по сравнению с МОЛ-мясом снижается на 25,4-31,9%, потери при термической обработке-на 7,7-13,3%.

Группа мясного сырья с экстремально выраженными свойствами Р$Е (рН менее 5,2) характеризуется, помимо указанных особенностей, наличием множественных измененных участков мышечных волокон в виде гомогенных, темноокрашенных поперечных полос, в которых отсутствует поперечная и продольная исчерченность. Количество таких волокон в пучках составляет 30-50 %. Влагоудер-

живающая способность снижается по сравнению с мясом-ЫСЖ на 27,4-34,1 %, потери при термической обработке - на 9,6-14,0 %.

Мясное сырье с умеренно выраженными признаками мяса (рН 6,6-6,4), характеризуется наличием в структуре мышечных волокон измененных участков с растянутыми саркомерами длиной до 3,5 мкм. В процессе автолиза (24-48 ч) происходит значительное набухание мышечных волокон, появляется неоднородность их окраски, резко увеличивается длина саркомеров в измененных участках. Деструктивные изменения характеризуются сочетанием поперечных трещин и продольного расщепления миофибрилл. Влагоудержи-вающая способность мышечной ткани увеличивается по сравнению с мясом-ЫОЯ на 4,5-8,9 %, потери при термической обработке снижаются на 6,8-11,7 %.

Мышцы свиней с ярко выраженными признаками ОРИ мяса (рН 6,8-6,6 и выше) характеризовались увеличением среднего диаметра мышечных волокон длиннейшей мышцы спины на 14,9 % по сравнению с той же мышцей с нормальным значением рН, пороз-ность мышечной ткани снижается в среднем на 3,0 % Характерной особенностью автолиза мясного сырья данной группы являются локальные нарушения в структуре миофибрилл мышечных волокон, их дезинтеграция с разволокнением миофиламентов, целостность сарколеммы сохранена, что обуславливает низкие потери при термической обработке мясного сырья (на 18-18,9 % ниже по сравнению с мясом-МСЖ.).

Биохимические особенности созревания такого мяса проявляются также характерными изменениями тинкториальных свойств, свойственных поврежденной мышце, выражающихся в неравномерности окраски мышечных волокон (рис. 2).

Определенные микроструктурные показатели мышечной ткани позволят прогнозировать и корректировать пороки, свойственные для каждой группы мясного сырья, в процессе его технологической обработки с учетом различий, лежащих в их основе.

С точки зрения современных подходов к повышению производства мясного сырья весьма важным является создание новых пород и породосочетаний животных с улучшенными показателями роста и развития, повышенной стрессустойчивостью, обладающих высокой мясной продуктивностью, хорошими качественными показателями мяса и наиболее благоприятным соотношением мышечной и жировой ткани - так называемых промышленно пригодных типов животных.

Проведенные исследования позволили установить влияние генотипа чистопородных животных - крупной белой, крупной черной, дюрок, ландрас на морфологические показатели, характеризующие мясную продуктивность животных и их взаимосвязь с некоторыми качественными и технологическими показателями.

Установлено, что содержание мышечной ткани в длиннейшей мышце спины чистопородных животных находилось на уровне 78,2-89,9 %, а псшу-сухожильной 71,5-84,0 %. В сравнительном аспекте более высокое содержание мышечной ткани во всех изученных мышцах имели животные породы дюрок; крупная белая и ландрас по этому показателю занимали промежуточное положение, наименьшее - животные крупной черной породы.

Результаты микроструктурных исследований согласуются с данными, полученными при разделке туш, свидетельствующими о том, что свиньи породы дюрок обеспечивают более высокий выход мышечной ткани, в среднем 55,7 %, далее по убывающей идут крупная белая порода (54,2 %) и ландрас (53,7 %), значительно меньший выход получен от туш свиней крупной черной породы (48,4 %).

Среди изученных генотипов свиней количество соединительной ткани в длиннейшей мышце спины колебалось от 4,1 % (у свиней породы дюрок) до 10,3 % (у животных крупной черной породы). Не установлено различий по абсолютным показателям содержания соединительной ткани между животными крупной белой породы и ландрас.

Наибольшее количество соединительной ткани в полусухожильной мышце отмечали у свиней породы крупной черной породы (10,0 %), наименьшее - у породы свиней дюрок (6,5 %), остальные породы занимали промежуточное положение.

Установлено, что количество жировой ткани, следующего после мышечной ткани морфологического компонента, определяющего качество мяса, в длиннейшей мышце спины изученных чистопородных свиней варьировало от 6,0 % до 11,5 %, в полусухожильной мышце - от 10,0 до 18,5 %. При этом, наименьшее количество жира в длиннейшей и полусухожильных мышцах отмечено у животных породы дюрок (6,0 и 10,0 % соответственно) (табл. 3).

Микроструктурные данные согласуются с результатами, полученными с помощью морфологической разделки туш свиней. Содержание жировой ткани в тушах породы дюрок на 3,9% ниже, чем у крупной белой породы, на 19,8 %- чем у свиней крупной черной породы.

Среди изученных генотипов свиней в длиннейшей мышце спины установлены существенные различия по площади первичного

пучка. Наибольшая площадь первичного пучка наблюдалась у животных крупной белой породы - 0,58 мм", затем по убывающей крупная черная порода - 0,47 мм2, ландрас - 0,45 мм2, наименьшая у породы дюрок - 0,28 мм".

Табл. 3. Морфометрические показатели отдельных мышц свиней различных генотипов

п-120

Генотипы животных Содержание ткани, % к площади среза

мышечной соединительной жировой

длиннейшая спины полусухожильная длиннейшая спины полусухо жильная длиннейшая спины полусухо жильная

Чистопородные животные М + Б

КБ 86,5 ± 0,4 80,0 ± 0,2 6,0 ±0,4 8,0 ± 0,3 7,5 + 0,3 12,0 ±0,5

КЧ 78,2+ 0,5 71,5 ±0,6 10,3±0,4 10,0 ±0,5 11,5 +0,3 18,5 ±0,3

д 89,9 ± 0,2 84,0 ±0,4 4,1 ±0,3 6,5 ±0,2 6,0 +0,5 10,0 ±0,5

л 87,4 ± 0,3 80,6 ± 0,3 6,1 ±0,4 8,1 ±0,3 6,5 + 0,2 11,3 ±0,4

Помесные животные М+Б

КБ х КЧ 84,8 ±0,3 75,0 ±0,4 7,0 ±0,4 9,4 ±0,4 8,2 ±0,2 15,6 ±0,3

КБ х Д 89,1 ±0,3 82,6 ±0,3 5,3 ±0,3 7,4 ±0,3 5,6 ±0,3 10,0 ±0,4

КБ х Л 87,9 ±0,2 81,2 ±0,3 5,8 ±0,3 7,9±0,2 6,3 ±0,3 10,9 ±0,3

КБ ХДхП 90,3 ±0,3 84,6 ±0,2 4,7 ±0,2 5,6±0,4 5,0 ±0,4 9,8 ± 0,2

Величина диаметра волокон в мышцах изученных пород свиней колебалась значительно - от 39,7 мкм у животных породы дюрок до 48,3 мкм у свиней породы ландрас.

Важную роль в формировании качества свинины играет соотношение различных типов волокон, определяющих метаболический профиль мышечной ткани. При этом наибольшее количество волокон гликолитического типа отмечено у свиней породы дюрок - 73,8 %, наименьшее у свиней крупной черной породы и ландрас, соответственно 70,3 % и 70,2 %, промежуточное положение занимала крупная белая порода - 72,1 %.

Данные, полученные при исследовании структурно-механических свойств мышечной ткани чистопородных животных под-

тверждают результаты микроструктурного анализа. Установлено, что наиболее высокое значение пенетрации имела мышечная ткань свиней породы дюрок в среднем 16,9 мм, что свидетельствует о большей нежности ее по сравнению с другими породами. Несколько меньше показатель пенетрации мышечной ткани у свиней крупной белой породы в среднем 16,4 мм и менее нежной была мышечная ткань двух других пород крупной черной (15,8 мм) и ландрас (15,1 мм).

При исследовании деструктивных изменений мышечных волокон в процессе автолиза установлено, что максимальная степень деструкции (48 ч, 120 ч) отмечена у свиней породы дюрок и крупной белой, затем по убывающей у свиней породы ландрас, затем крупной черной.

Таким образом, по микроструктурным показателям, характеризующим функциональные свойства мясного сырья, преимущество имеют породы крупная черная, ландрас и крупная белая.

Отмеченные морфологические особенности свиней различных генотипов согласуются с данными исследования влагосвязывающей способностью мышечной ткани и потерями при термической обработке.

Проведенные микроструктурные исследования мясного сырья чистопородных животных показали, что порода животных в значительной степени определяет морфологические особенности строения мышц, степень и глубину автолиза, соотношение типов мышечных волокон, устойчивость к воздействию альтерирующих факторов, лежащие в основе потребительских и функциональных свойств мясного сырья, полученного от этих животных.

При сравнении результатов исследований морфологических особенностей мышц чистопородных животных и мышц, полученных от помесных пород, становится очевидно, что скрещивание позволяет получить больший выход мышечной ткани, при меньшем -жировой и соединительной. Содержание мышечной ткани в длиннейшей мышце спины колебалось от 84,8 % до 90,3 % , а полусухожильной 75,0%-84,6 %.

Наибольшее содержание мышечной ткани отмечено при тройном скрещивании крупной белой с породами дюрок и пьетрен -90,3 %, наименьшее при скрещивании крупной белой и крупной черной (84,8 %).

По сравнению с крупной белой породой мышцы всех помесных животных имели более низкий абсолютный показатель содержания соединительной ткани, за исключением помеси крупная белая х крупная черная (табл. 3).

Количество жировой ткани помесных пород свиней в длиннейшей мышце спины варьировало от 5,0 % до 8,2 %, в полусухожильной мышце - от 9,8 % до 15,6 %. При этом наименьшее ее количество в длиннейшей и полусухожильных мышцах отмечено при тройном скрещивании (соответственно 5,0 % и 9,8 %).

Установлено увеличение площади первичных пучков мышечных волокон у поместных пород по сравнению с чистопородными, обусловленное либо большим диаметром волокон, формирующих эти пучки или увеличением их количества. Увеличение диаметра мышечных волокон по сравнению с чистопородными характерно для всех поместных пород, но в разной степени - от 6,8 % (крупная белая х ландрас) до 10,8 % (крупная белая х дюрок). Наиболее значительное увеличение диаметра волокон отмечено у помесей крупная белая х дюрок, увеличение количества волокон в пучках характерно для помеси крупная белая х ландрас и крупная белая х дюрок х пьет-рен Помесные породы отличались от чистопородных более высоким содержанием в мышечных пучках волокон гликолитического типа и увеличением числа, так называемых «гиганских» волокон, представляющих собой участки сверхсокращения волокон. Наибольшее увеличение волокон гликолитического типа отмечено у помесей крупная белая х дюрок, наименьшее - у помесей крупная белая х ландрас и трехпородных помесей.

Как показали проведенные исследования, увеличение диаметра волокон и количества волокон гликолитического типа соотносится с высоким содержанием узлов сверхсокращения, большими потерями при термообработке, более низкой влагосвязывающей способностью

Сравнительный анализ автолитических изменений мышечной ткани чистопородных и помесных животных показал, что более интенсивно процессы созревания протекают у помесных пород - крупная белая х дюрок, крупная белая х ландрас х пьетрен. Более низкой степенью деструкции характеризуются помеси крупная белая х ландрас, крупная белая х крупная черная

Результаты исследований структурно-механических свойств показали, что все помесные генотипы по сравнению с чистопородными животными характеризуются более высокими показателями пенетрации мышц Преимущество по этому показателю отмечено для животных породы крупная белая х дюрок х пьетрен (20,1), несколько меньше у породы крупная белая х ландрас (19,2). Большая нежность мясного сырья помесных пород, по-видимому, наряду с другими факторами связана с меньшим количеством соединительной

ткани, оптимальным соотношением жира в мышечной ткани, высоким содержанием мелких волокон в пучках.

С учетом динамики изменения величины рН, морфологических особенностей парной мышечной ткани (наличие узлов и полос сокращения) и изменений в ее структуре в процессе автолиза помесная порода крупная белая х крупная черная соответствуют мясу со слабо выраженными признаками РБЕ, а порода, полученная скрещиванием крупной белой и дюрок характеризуется значительным образованием узлов и полос сверхсокращения (63,8 %), в связи с чем, может быть отнесена к мясу с умеренно выраженными свойствами РЭЕ.

Приведенные микроструктурные показатели в комплексе с данными биохимических, физико-химических и др. традиционных методов исследования позволяют объективно оценить и обосновать технологическую пригодность вновь создаваемых с помощью биотехнологии генотипов животных, установить и прогнозировать потребительские и функциональные свойства мясного сырья и могут быть использованы для разработки технологических приемов коррекции отмеченных недостатков.

Проблема получения высококачественного мяса охватывает большой круг вопросов, как биологического, так и технологического порядка. Наиболее важным в технологии переработки сырья мясной промышленности оказывающими влияние на качество мяса являются процессы обездвиживания животных перед заколом с последующим обескровливанием.

Наименьшие изменения в структуре мышечной ткани после убоя установлены у животных оглушенных механическим способом (пневматическим пистолетом и путем перерезки кровеносных сосудов шеи - кошерным способом). Механический способ оглушения не вызывает резкого сокращения сократительной субстанции мышечных волокон, в связи с чем, степень нарушения целостности структуры мышечных волокон и их деформация ниже, а сокращение миофибрилл более равномерное. Узлы сокращения составляют не более 4,5%, - что свидетельствует о соответствии мясного сырья группе Т\1(Ж-мяса (рис. 3).

Отмеченное щадящее воздействие на мышечную ткань в процессе убоя механического способа оглушения оказывает существенное влияние на интенсивность развития автолитических процессов. По микроструктурным показателям степень сокращения мышечных волокон соответствует микрокартине мышечной ткани через 6 часов после обездвиживания при использовании электрооглушения. Стадия

развития посмертного сокращения наблюдается в пределах 2 суток. Отмеченные особенности автолиза и морфологические свойства мясного сырья могут быть оптимальными для использования такого мяса при длительном холодильном хранении при условии упаковки под вакуумом.

е.. .....' Г? ^ / , :

■

в) Г)

Икс. 3. Микроструктура длиннейшей мышцы спины после обездвиживания:

а. б - элсктрооглушеиие (продольный, поперечный ерез)-

в. г-механический способ (продольный, поперечный срез} Ув.хЗОО

В то время как, воздействие электрического тока па мышечную ткань вызывало быстрое наступление посмертного окоченения (18-24 ч) и его разрешение (48 ч), в значительной степени ускоряло развитие автолитических деструктивных процессов. Однако, наличие узлов и полос сверхсокращения (до 29 %) в значительной степени снижает гидрофилЬНОСТЬ мышечной ткани, что отрицательно влияет па функциональные свойства мясного сырья и качественные показатели готового продукта. Использование электрооглушения вызывает у животных глубокий физический стресс, приводящий к увеличению уровня посмертною гликолиза и образованию мяса с пороком Р$Е, В связи с чем, для оглушения животных с повышен-

ной чувствительностью более желательным было бы использование механических способов обездвиживания с последующей низковольтовой электростимуляцией.

Микроструктурные изменения соединительной ткани в условиях биотехнологических воздействий

Многообразие и уникальность свойств животных белков создали предпосылки для разработки широкого ассортимента ценных продуктов с высокими потребительскими свойствами. В связи с этим значительную роль в получении пищевых продуктов нового поколения играет коллаген соединительной ткани

Проведенные микроструктурные исследования соединительнотканной фракции (СТФ), обработанной различными методами (механическим, тепловым способом, ферментными препаратами, обладающими выраженным коллагеназным действием, а также одними бактериальными культурами или в сочетании с ферментными препаратами) позволили установить особенности их воздействия на структуру соединительнотканных элементов и выявить динамику их деструкции.

Установлено, что по глубине и характеру морфологических изменений в структуре соединительной ткани в процессе деструкции можно выделить 4 стадии:

1. Стадия набухания пучков коллагеновых волокон, характеризующаяся увеличением объема пучков в результате разрыхления компоновки коллагеновых волокон, составляющих пучок, связанная, в первую очередь, с разрушением белково-полисахаридных комплексов основного вещества;

2. Стадия деструкции коллагеновых волокон, характеризующаяся образованием взаимосвязанной сети, сформированной из коллагеновых фибрилл, разрушением взаимосвязи коллагеновых фибрилл в волокне, лизис ядер и клеток соединительной ткани;

3 Стадия деструкции коллагеновых фибрилл, их фрагментация;

4. Стадия лизиса фрагментированных коллагеновых фибрилл с образованием бесструктурной массы глютина (Рис. 4).

Проведенные исследования позволили определить рациональную степень деструкции соединительной ткани при ее использовании для выработки мясных продуктов с различной степенью термической обработки.

Микроструктурные исследования, проведенные в комплексе с физико-химическими, структурно-механическими и органолептически-ми испытаниями образцов СТФ, после различных биотехнологических

воздействий показали, что для производства бесструктурных вареных изделий и рубленых полуфабрикатов наиболее приемлемым является использование тех методов обработки, которые не приводят к глубоким деструктивным изменениям волокнистого компонента соединительной ткани, а вызывают лишь разрыхление коллагеновых пучков. К таким методам относятся механическое и тепловое воздействие.

1 стадия

,1 стадия

стадия

4 стадия

Рис. 4 Микроструктура соединительной ткани на разных стадиях деструкции Ун. х 2000.

Для бактериальной (1,.саш) и ферментативной (папайи, концентрированный куриный пепсин, панкреатин, трипсин, коллагеназа, в том числе Препарат микробного происхождения ФПМ-МП) обработки соединительной ткани характерными являются более глубокие изменения и структуре соединительной ткани - разрыхление коллагеновых пучков на отдельные фибриллы, их фрагментация и последующий лизис до образования глютина (в зависимости от концентрации использованного препарата! В связи с чем, ферментативные и бактериальные препараты молочнокислых культур могут быть использованы для выработки крупнокусковых вареных и иарсно-копченых изделий в сочетании с массированием в процессе посола, в

тех концентрациях, которые не вызывают глубоких деструктивных изменений коллагеновых волокон (множественной фрагментации и лизиса коллагеновых фибрилл).

Учитывая выше сказанное, наиболее приемлемым для повышения нежности низкосортного мясного сырья при производстве цельнокусковых мясопродуктов является использование коллагена-зы из гепатопанкреаса камчатского краба и коллагенолитического ферментного препарата микробного происхождения ФПМ-МП. Механическое воздействие на мышечную ткань в процессе посола (массирование) с использованием препарата ФПМ-МП (0,1 %) не только повышает проницаемость сарколеммы и структур мышечных волокон в отношении посолочных ингредиентов, но и способствует более равномерному распределению рассола. При этом создаются благоприятные условия для более глубоких специфических изменений, обусловленных воздействием ферментного препарата на соединительную ткань. Деструктивные изменения приобретали распространенный характер и выражались резким набуханием и разрыхлением пучков коллагеновых волокон соединительнотканных прослоек, вследствие ослабления межмолекулярных поперечных связей, раз-волокнением или разобщением более тонких пучков на отдельные фибриллы вследствие деструкции ассоциированных с фибриллами коллагена протеогликанов. Плотные соединительнотканные тяжи превращались во взаимосвязанную между собой сетчатую рыхлую структуру, местами выявлялись фрагментация коллагеновых фибрилл, слияние отдельных пучков и гомогенизация с потерей четко выраженных границ.

Такой уровень деструкции способствовал более глубоким изменениям коллагена в процессе тепловой обработки за меньший период времени. Необходимо отметить изменения в структуре эластических волокон, которые полностью отсутствовали в контрольных образцах. Это в первую очередь - набухание, сокращение и деформация волокон, а затем их фрагментация.

Влияние на мышечную ткань ферментного препарата микробного происхождения в комплексе с механическим воздействием проявлялись в набухании мышечных волокон, ослаблении поперечной исчерченности, дальнейшем увеличении образования в мышечных волокнах поперечных микротрещин или щелевидных пространств, деструкции миозиновых и актиновых миофиламентов и г-пластинок с образованием в отдельных участках волокон мелкозернистой белковой массы

Отмеченные изменения мышечной и соединительной ткани соответствуют более высоким органолептическим показателям -нежности и сочности готового продукта. Влагоудерживающая способность опытных образцов говядины выше контрольных на 10,7 %, переваримость белков in vitro увеличилась на 19,9 %.

Интенсификация процессов структурообразования цель-номышечных и фаршевых мясных продуктов при использовании различных биотехнологических приемов

Одной из важнейших проблем мясной промышленности до сих пор является создание оптимальной технологии тендеризации мяса.

Использование неорганических солей кальция (в качестве источника ионов кальция) является экономически оправданным и более предпочтительным по сравнению с применением для мягчения мяса ферментных препаратов.

Проведенные исследования позволили установить, что инкубация парной мышечной ткани в растворе CaCli оказывает влияние на процессы автолиза мышечной ткани, сокращая сроки послеубой-ного окоченения мышечных волокон, ускоряя наступление процесса их послеубойного расслабления и углубляя деструкцию миофибрилл в послеубойный период. Введение в мясную систему ионов кальция в количествах, превышающих физиологическую концентрацию, ускоряет кальций-индуцированное расщепление основных структурообразующих белков мышечной ткани - коннектина и небулина, что способствует ускорению процесса тендеризации мяса.

Воздействие на мясную систему хлорида кальция приводило к нарушению структуры Z-линий, являющихся опорным аппаратом сар-комеров, их гомогенизации, разрушению или расщеплению. Отмеченные изменения в конечном итоге лежали в основе нарушения целостности волокон и повышении нежности мяса в процессе автолиза.

Установлено, что при введении в мясную систему ионизированного кальция в концентрации равной 5 шМ процессы деградации цитоскелетных белков - коннектина и небулина, а также разрыхление и деструкция мышечных волокон наиболее выражены и наблюдаются в более короткие сроки инкубации.

Анализ данных, полученных с помощью микроструктурных исследований показал, что влияние хлорида кальция на структуру мышечной ткани в комплексе с хлоридом натрия выявляется в набухании волокон, выходе солерастворимых белков в межволоконные пространства и под сарколемму, ослаблении поперечной исчерчен-

ности мышечных волокон, увеличении размеров отдельных щеле-видных пространств мышечных волокон вследствие деструкции и лизиса их фибриллярных структур. Глубина деструктивных изменений в мышечной ткани, инъецированной хлоридом кальция в комплексе с хлоридом натрия, выше по сравнению с образцами, обработанными только хлоридом натрия.

Сравнительные микроструктурные исследования парной и охлажденной мышечной ткани, инъецированной хлоридом кальция, показали, что изменения в структуре мышечных волокон, свойственные для воздействия хлорида кальция, в охлажденной мышечной ткани не выражены. В то же время, степень деструкции волокон мышечной ткани, инъецированной хлоридом кальция, в парном состоянии в 1,8 раза выше по сравнению с охлажденной на тот же срок созревания (14 суток). В связи с чем, необходимо отметить, что использование хлорида кальция с целью интенсификации процесса созревания, более эффективно для обработки парного мяса по сравнению с охлажденным.

Одним из направлений, позволяющим компенсировать нестабильные свойства мясного сырья с признаками Р8Е является использование пищевых добавок и ингредиентов.

Анализ данных, полученных с помощью микроструктурных исследований, показал, что различие механизма воздействия на основные белки мышечного волокна фосфатов (смеси щелочных и нейтральных полифосфатов), цитратов кальция, лактата кальция и хлорида кальция обусловлено, в первую очередь, различием их химического строения.

Морфологически воздействие фосфата на мышечную ткань выражалось преимущественно увеличением диаметра мышечных волокон, длины саркомеров и степени их деструкции, по сравнению с контрольными образцами, что, по-видимому, связано с диссоциацией актомиозинового комплекса на актин и миозин, нарушением поперечных связей между филаментами актина и миозина, конфор-мационными изменениями белков (тропонина, тропомиозина и др.) актиновых филаментов.

Проведенные сравнительные исследования позволили установить, что различные виды фосфатов и их смеси значительно отличаются по эффективности воздействия на мышечную ткань. Наименее активно процесс набухания мышечных волокон протекал при использовании фосфата Е 451, при этом к 3-им суткам инкубации диаметр волокон увеличился по сравнению с исходным образцом только на 15,2 %. Более интенсивно процессы набухания волокон, их дест-

рукция, увеличение длины саркомеров, протекали при инъецировании образцов фосфатом Е 450. На 2-е сутки посола увеличение диаметра волокон составило 12,0 %, на 3-й - 19,4 % по сравнению с исходным значением.

Как показали полученные данные различие в эффективности воздействия фосфатов на мышечную ткань обусловлено особенностями ее строения, и в первую очередь соотношением волокон различных типов

Установлено, что диаметр волокон гликолитического типа увеличивается в большей степени и более интенсивно по сравнению с волокнами окислительного типа при посоле с использованием фосфатов Е450 На 2-е сутки посола диаметр волокон гликолитического типа увеличился на 27,8 % по сравнению с исходным, а окислительного типа на 6,3 %. В тоже время, в образцах инъецированных фосфатом Е451 увеличение диаметра волокон окислительного типа составило 19,1 %.

В связи с особенностями воздействия на волокна разных типов наиболее эффективным является использование смесей различных видов фосфатов. Использование смеси фосфатов приводит к более равномерному набуханию, как волокон гликолитического, так и окислительного типа (табл 4).

Табл. 4. Микроструктурные показатели мышечной ткани длиннейшей мышцы спины инъецированных рассолами с использованием различных видов фосфатов

п - 90

Микроструктурные показатели

Наименование 1 сутки 2 суток 3 суток

образцов Диаметр Длина Диаметр Длина Диаметр Длина

волокон, саркоме- волокон. саркоме- волокон. саркоме-

мкм ров. мкм мкм ров, мкм мкм ров, мкм

М ± 5

Контроль 31,2±0,5 1,5-1,6 31,3±0,2 1,6-1,7 31,4±0,3 1,8-1,9

Е 450 34,5±0,2 2,0-2,3 39,2±0,3 2,2-2,4 42,8±0,2 2,5-2,7

Е 451 31,9±0,3 1,7-1,9 34,7±0,4 2,0-2,1 37,6±0,2 2,2

Е450-Е451 39,1±0,2 2,4-2,5 42,5±0,4 2,6-2,8 42,7±0,4 2,7-2,8

Е450-Е451 40,1 ±0,4 2,4-2,6 42,8±0,2 2,6-2,8 42,9±0,3 2,6-2,8

-Е 452

Контроль-№С1 32,8±0,2 1,5-1,6 35,1±0,3 1,6-1,7 37,9±0,2 1,9-2,0

Е450- ИаС1 35,3±0,3 2,1-2,3 43,8±0,4 2,2-2,4 48,2±0,4 2,5-2.7

Е451 -1МаС1 33,4±0,2 1,7-1,9 37,6±0,2 2,0-2,1 41,0±0,2 2,2

Е450-Е451-ЫаС1 41,5±0,3 2,4-2,6 51,8±0,2 2,6-2,7 52,1 ±0,2 2,6-2,8

Е450-Е451- 45,4±0,5 2,4-2,6 53,7±0,4 2,6-2,8 54,0±0,5 2,7-2,9

Е452-№С1

В случае комплексного использования в составе рассолов хлорида натрия и фосфатов выраженность и интенсивность развития изменений в структуре волокон резко усиливается. В этом случае изменения в структуре мышечной ткани характеризуются набуханием мышечных волокон и соединительнотканных волокнистых компонентов, резким ослаблением или исчезновением поперечной ис-черченности, гомогенизацией и пикнозом ядер, выходом из мышечных волокон солерастворимых белков с образованием между мышечными волокнами и в участках их деструкции мелкозернистой белковой массы.

Анализ приведенных данных показал, что наиболее эффективным является использование смеси фосфатов при экспозиции в течение 2 суток. Увеличение диаметра мышечных волокон по сравнению с образцами инъецированными хлоридом натрия на этот же срок составляет 32,2-34,6 % При увеличении срока экспозиции до 3-х суток происходит чрезмерное нарушение структуры мышечных волокон, что приводит к снижению влагосвязывающей способности мышечной ткани.

Влияние цитрата и диктата кальция на структуру мышечной ткани выражалось более глубокими изменениями по сравнению с фосфатами, поскольку наряду с увеличением длины саркомеров волокон, отмечались также разрыхление, а в последнем случае дезорганизация и нарушение упорядоченного расположения миофиб-рилл мышечных волокон. Отмеченные изменения в структуре мышечного волокна, по-видимому, связаны с активизацией кальций-зависимых протеиназ, воздействующих на белки, обеспечивающих структурно-функциональную регулируемость сократительного аппарата и упорядочивающих расположение актиновых и миозиновых филаментов по отношению друг к другу (альфа-актинин, М-белок и др.) Деструктивные изменения миофибрилл характеризовались дис-комплексацией миозиновых и актиновых протофибрилл с частичной деструкцией актиновых нитей. Местами происходила фрагментация миофибрилл по 2-пластинкам и 1-дискам, причем деструктивные изменения волокон и миофибрилл в большей степени были выражены при использовании цитрата кальция.

Отмеченные особенности механизма действия изученных пищевых добавок позволяют рекомендовать использование фосфатов для охлажденной мышечной ткани, а цитратов и лактатов - для размороженной. Пищевые добавки, содержащие ионы кальция - для ускорения процесса автолиза и в меньшей степени- повышения влагосвязывающей способности мясного сырья. Цитрат кальция раз-

рыхляет участки сверхсокращения мышечной ткани, комплексное использование хлорида натрия с фосфатами или цитратом кальция усиливает деструктивные изменения миофибрилл и степень набухания мышечных волокон.

Для интенсификации процессов структурообразования при производстве цельномышечных и фаршевых мясопродуктов наиболее распространенными являются методы комплексного биотехнологического воздействия на мясное сырье, включающие электростимуляцию, посол, массирование, использование бактериальных и ферментных препаратов Проведенные исследования позволили установить особенности влияния указанных технологических процессов на структуру мышечной ткани, что позволяет определять рациональные режимы проведения технологических приемов, оптимальную концентрацию апробированных штаммов микроорганизмов и ферментов, время их воздействия, что дает возможность отобрать наиболее эффективные из них, тем самым повысить эффективность воздействия этих приемов на мышечную ткань с учетом ее строения.

Механический метод обработки мясного сырья (массирование) в процессе посола способствует повышению проницаемости сарколеммы и мембранных структур мышечных волокон для компонентов посолочных смесей, активизирует собственные ферменты мышечной ткани

Проведенные сравнительные микроструктурные исследования различных по морфологическим свойствам мышц свиней (длиннейшая спины, плечеголовная, глубокая грудная) позволили установить, что интенсивность просаливания мышечной ткани зависит от метаболического профиля мышцы, поскольку набухание и деструкция волокон различного типа протекают с разной скоростью. Изменение структуры волокон гликолитического типа проходит значительно быстрее по сравнению с другими типами волокон. Отмеченная особенность объясняется повышенной проницаемостью мембран волокон этого типа в исходном сырье, связанной, в том числе, и с интенсивным автолизом в послеубойный период. В связи с чем, просаливание длиннейшей мышцы спины, в состав которой входит 75-82 % белых волокон, протекает в более короткие сроки по сравнению с мышцами шеи и глубокой грудной мышцей (содержание белых волокон соответственно 61,5 % и 42,1 %). Наибольшее увеличение содержания влаги по сравнению с сырьем до посола отмечено в длиннейшей мышце спины (на 8,1 %), затем мышцах шеи (4,8 %) и минимальное в грудной мышце (4,3 %).

Существенное влияние на равномерность распределения посолочных ингредиентов в пучках мышечных волокон имеет толщина и плотность соединительнотканных прослоек. Широкие, плотные прослойки перимизия, окружающие мелкие пучки мышечных волокон в глубокой грудной мышце препятствуют равномерному распределению рассола по всему объему мышцы. Напротив, в длиннейшей мышце спины более крупные пучки мышечных волокон окружены рыхлыми прослойками перимизия, что создает благоприятные условия для распределения посолочных ингредиентов. Поэтому степень набухания волокон в различных мышцах при тех же условиях массирования различны.

Полученные данные позволяют определять рациональные режимы массирования для мышц с различными морфологическими свойствами при изготовлении мясных продуктов

Непрерывный режим массирования дает возможность достичь максимального уровня набухания мышечных волокон в длиннейшей мышце спины по сравнению с циклическим (табл. 5, 6, рис. 5, 6) При непрерывном режиме массирования диаметр мышечных волокон гликолитического типа в длиннейшей мышце спины увеличивается на 42 % по сравнению с исходным сырьем, при циклическом -на 36,5 %, однако потери при термической обработке в первом случае на 2,9 % выше, так как непрерывный режим массирования приводит одновременно к чрезмерной деструкции мышечных волокон (рис 7)

При этом в первую очередь происходит разрушение волокон гликолитического типа, затем промежуточного и в последнюю -окислительных. В связи с чем, непрерывный режим массирования является более рациональным для посола мышц шеи при изготовлении шейки и глубокой грудной мышцы (грудинки).

Табл. 5. Физико-химические показатели мясного сырья (длиннейшая мышца спины) в процессе посола и массирования (циклический режим)

п- 27

Наименование обращов Фишко-хииические показатели Массовая доля , %

рН влаги жира белка хлорида натрия

М ±Б

Сырье до посола 6,09±0,06 70,3±0,42 5,9±1,32 19,9±0,50 0,17±0,13

Сырье после посола 6,31 ±0,03 72,9+0,31 3,8±2,10 11,4+0,25 1,17±0,11

Сырье после массирования 6,36+0,05 78,4+0,53 6,75+1,51 12,0±0,43 1,3+0,18

о

ИСХОДНЫЕ ПОСОЛ МАССИРОВАНИЕ

Рис 5 Изменение диаметра мышечных волокон различных типов в процессе посола и массирования длиннейшей мышцы спины (циклический режим).

Табл. 6. Физико-химические показатели мясного сырья (длиннейшая мышца спины) в процессе посола и непрерывного массирования

п-27

Наименование образцов Физико-химические показатели массовая доля %

р Н влаги жира белка хлорида натрия

М ±5

Сырье до посола 6,11±0,07 70,2±0,32 6,2±1,26 20,9+0,45 0,29+0,12

Сырье после посола 6,14 ±0,02 75,1±0,43 4,2±2,14 17,6+0,35 1,63±0,15

Сырье после массирования 6,23±0,07 82.0+0,37 5,1+1,73 9,2±0,33 1,5+0,13

ИСХОДНЫЕ ПОСОП МАССИРОВАНИЕ

Рис б Изменение диаметра мышечных волокон различных типов в процессе посола и массирования длиннейшей мышцы спины (непрерывный режим)

Как показали проведенные микроструктурные исследования использование культур молочно-кислых микроорганизмов (БФП-1, БФП-2) при посоле мясного сырья по морфологическим показателям позволяет получить эффект аналогичный механическому воздейст-

вию (с учетом большего времени воздействия). Показана однотипность изменений мышечной ткани при воздействии бактериальных препаратов и механических факторов, используемых для интенсификации процесса посола мясного сырья.

Рис 7 Микроструктура длиннейшей мышцы спины а) сырье, б) после посо-ча в) после массирования (циклический режим), г) после массирования (непрерывный режим) Ув.х 300

В целом выявленные микроструктурные показатели изменений мяса при посоле с использованием массирования и внесения бактериальных препаратов позволяют объективно оценивать динамику происходящих в нем процессов и степень механического воздействия и бактериальных препаратов на структуру мышечной ткани:

- умеренная, характеризующаяся набуханием мышечных волокон с ослаблением поперечной исчерченности, гомогенизацией или пикнозом ядер, образованием микротрещин и узких поперечных трещин, наличием в участках деструкции диффузно расположенных микроорганизмов;

- оптимальная, характеризующаяся исчезновением поперечной исчерченности, пикнозом и лизисом ядер, образованием множественных поперечных трещин, локальной деструкцией сарколеммы, обра-

зованием умеренного количества мелкозернистой белковой массы, расположенной преимущественно под сарколеммой волокон, меньше в межволоконном пространстве и соединительнотканных прослойках;

- чрезмерная, характеризующаяся множественной деструкцией мышечных волокон, нарушением мембранных структур и разрывами сарколеммы с выходом большого количества мелкозернистой белковой массы в межволоконные пространства и соединительнотканные прослойки.

Органолептическая оценка готовой продукции по морфологическим показателям соответствующая умеренной и чрезмерной стадии деструкции ниже оптимальной соответственно на 10,6 % и 8,5 %.

Использование морфологических показателей, характеризующих степень механического воздействия и бактериальных препаратов на микроструктуру мясного сырья, позволит определять время воздействия, эффективность бактериальных препаратов и их оптимальную концентрацию, что подтверждается органолептиче-скими исследованиями

На основании полученных данных становится очевидным, что показатели, определяемые микроструктурными, физико-химическими, органолептическими и другими методами исследований, взаимосвязаны между собой Несмотря на разнообразие применяемых методов обработки сырья при посоле, морфологические показатели, характеризующие динамику изменений в структуре мышечной ткани, сходны. В связи с чем, отмеченные закономерности изменений микроструктурных показателей необходимо учитывать при проведении посола в условиях интенсификации. Следует отметить, что при сохранении целостности сарколеммы и нарастании деструктивных процессов внутри волокон, происходит улучшение нежности и сочности продукта. При массивном выходе мелкозернистой белковой массы из волокон происходит резкое снижение орга-нолептической оценки готового продукта.

Комплексное использование механических воздействий и бактериальных препаратов (ПБ-МП, ПБ-МП-бальзам Панты на меду) позволяет в значительной степени интенсифицировать процесс производства в технологии изготовления сырокопченых цельномы-шечных изделий. При этом массирование посоленного сырья способствует равномерному перераспределению посолочных ингредиентов и бактериального препарата, влияет на проницаемость сарколеммы и структур мышечных волокон в отношении не только посолочных ингредиентов, но и внутриклеточных ферментов. При этом создаются благоприятные условия для более глубоких специфических изменений, обусловленных воздействием ферментов молочно-

кислой микрофлоры бактериального препарата. В участках мышечных волокон, непосредственно примыкающих к скоплению микроорганизмов. отмечали набухание сарколеммы и ее диффузную деструкцию (рис. 8). Отмеченные изменения в структуре сарколеммы способствовали интенсивному распространению микрофлоры под сарколемму мышечных волокон, а также более равномерному глубокому воздействию протеолитических ферментов микрофлоры бактериального препарата на структуру миофибрилл.

Рис. 8. И шенсниё микроструктуры мышечной ткани ц процессе производства сырокопченых целыгомышечных м я ton роду кто п. Посол, Г1Б-МП-бальзам

а) диффузная деструкция сарколеммы.

б) разрыхление пучков кол.шгеновых волокон. У в. х 2000.

Установленные изменений к структуре мышечной ткани спо-собствуюг ускорению структурообразования в процессе созревания цельномышечных изделий. Использование бактериального препарата, подавляющего развитие нежелательной микрофлоры позволяет получить готовый продукт с более низкими микробиологическими показателями и сократить срок сушки с I 5 до 10 суток.

Исследования показали, что структура о бразован не варено-копченых колбас в определенной степени связано с развитием деструктивных изменений крупно измельченных фрагментов мышечной ткани в процессе технологического цикла. Выход солерастворимых белков в межволокопные пространства, формирование мелкозернистой белшной массы в процессе деструкции определяет взаимосвязан! юсть структурных элементов фарша при формировании непрерывного каркаса, образующегося в процессе термической обработки. Гистологически процесс структурообразойанйй варено-копченых

колбас характеризуется рядом микроструктурных показателей, к которым можно отнести компоновку структурных элементов, порочность и размеры вакуолей, а также степень и глубину деструкции структурных элементен.

Комплексное использование электрветимулировапия мясного сырья и бактериальных препаратов (бакко! ¡центра1! Р^Иегташ)), взаимодополняющих друг друга, позволяет интенсифицировать процесс иЩОДВленш «арено-копченых колбас ¿а счет сокращения времени посола и осадки. В оснонс ускорения технологического цикла производства варено-копченых колбас лежат изменения в структуре мышечных волокон, возникающие, и первую очередь, под воздействием электростимуляции на мясное сырье. Влияние указанного процесса проявляется а ускорении созреваяЩ мышечной ткани, и связи с дестабилизацией мембран лизосом, нарушения целостности миофибриллярмых структур и сарколеммы, что гистологически характеризуется образованием множественных микротрещин и деструкцией миофибрилл.

Деструктивные изменения миофибрилляриых структур углубляются под влиянием ферментов п р о п и иконок исл ы к микроорганизмов (рис. 9). В результате глубоких изменений В структуре миофибрилляриых белков образуется значительное количество мелкозернистой массы, необходимой для формирования плотного белкового каркаса в процессе термической

-V

1'ие У. Микроструктура внреио-копченых колбас, выработанных с иенолькованием бактериальных препаратов и электростимуляиий сырья а) охлажденное сырье - 1\8Ьеппдт: б) Электросгимуляния - Р 5Ьеггпап: У н.х 1000:

В ходе изготовления сырокопченых колбас структурообра-ювание в процессе формирования пространственного каркаса, со-

провождающегося разрушением клеточной структуры тканей, первостепенное значение приобретают процессы, связанные с жизнедеятельностью молочнокислых микроорганизмов, свойствами мышечной ткани и активностью эндогенных ферментов. Большое влияние на интенсивность процессов, протекающих в этот период, оказывает направленное применение бактериальных культур (ББП-СК, ПБ-МП). температурные режимы осадки, использование винно-спиртовых, углеводных композиций.

В процессе производства сырокопченых колбас с винно-спиртовыми композициями в фарше одновременно активно протекают процессы специфического автолиза, деструкции мышечной ткани, агрегационных и денатурационных изменений белков, обусловленных низким значением рН, наличием дубильных веществ и этилового спирта.

Присутствие углеводов (глюкозы, мальтодекстрина) обусловливает интенсивное развитие молочнокислой микрофлоры, а следовательно, и усиление специфического автолиза мышечной ткани, порозность фарша ниже на 5,6 % по сравнению с колбасами, выработанными с использованием бактериального препарата ПБ-МП.

При этом большое значение имеет развитие более глубоких деструктивных изменений в структуре мышечных волокон и соединительной ткани- лизис ядер, гомогенизация слившихся мышечных волокон и их зернистый распад, отсутствие поперечной исчерченно-сти в большинстве волокон; гомогенизация волокнистого компонента соединительной ткани, что в конечном итоге обуславливает более однородную структуру готового продукта.

Установленные микроструктурные показатели, характеризующие структурообразование сырокопченых колбас позволяют оценить степень влияния биотехнологических воздействий при производстве колбас на их структуру и определить рациональную. Последняя будет характеризоваться большей взаимосвязанностью и компактностью расположения структурных элементов, более низкой порозностью, которая определяется наличием мелких вакуолей, пронизывающих мелкозернистую белковую массу, отсутствием щелевидных пространств и более тонким уплотненным поверхностным слоем.

Формирование структурных свойств мясного сырья при удлинении сроков хранения мясопродуктов с использованием методов барьерной технологии

Одной из важнейших проблем современной пищевой промышленности является обеспечение выработки мясных продуктов с гарантированной безопасностью и длительными сроками хранения.

Проведенные исследования позволили установить морфологические критерии свежести мясных полуфабрикатов и колбасных изделий.

Как показали полученные данные, в структуре мясного сырья, мясных рубленых полуфабрикатов, готовых колбасных изделий под действием гнилостной микрофлоры, обладающей высокой протеоли-тической активностью, происходят морфологические изменения, характеризующиеся однотипностью своих проявлений. Это в первую очередь - пикноз и рексис ядерных структур, лизис ¿-пластинок, фрагментация, а позднее лизис миофибрилл мышечной ткани, а также разрыхление, фрагментация и лизис коллагеновых волокон.

Для колбасных изделий - изменение тинкториальных свойств мелкозернистой белковой массы, деструкция стенок микрокапилляров, их слиянием с образованием бесструктурной массы и (или) одновременным разрыхлением белковой массы газообразными продуктами их жизнедеятельности с образованием крупных вакуолей и щелей Микрофлора развивается по всему объему образца, образуя микроколонии в мелкозернистой белковой массе.

Микроструктурные показатели, характеризующие особенности локализации микрофлоры и глубину ее воздействия на структурные элементы фарша позволяют оценивать санитарную доброкачественность рубленых полуфабрикатов и вареных колбас в процессе хранения и дифференцировать следующие степени свежести соответственно для рубленых полуфабрикатов - свежие, сомнительной свежести, несвежие, для вареных колбасных изделий - свежие, несвежие (рис. 10, 11)

Определенные микроструктурные изменения, характеризующие морфологические признаки снижения качественных показателей продукта, в комплексе с данными физико-химических показателей позволяют объективно оценивать эффективность используемых пищевых добавок, выбирать рациональные сроки хранения продукта

Проведенные исследования позволили выявить динамику морфологических изменений в фарше под влиянием микрофлоры при длительном холодильном хранении вареных колбас (рис. 11)

I / "Я '■ :>

I J/ : . i

/У ~V' ■ '

V f if.

■■■ t \ Л '*5

•Г-:»,'.';,

л- ^ ■' V.

** Г * - ч ..

> V ■

■ \ А

i- ■ - у!

J*¡>*.

В)

Fjihj. 10. Микроструктура рубленых полуфабрикатов: а) свежие; о) сомните.!¡.ной свежести: в) несвежие: Ув.х 300.

т к ш-тщ

ч f-jb'^ y^-ft —

г»

Рис. 11. Микроструктура вареамх колбасных изделий: а) свежие: б) несвежие Ув.х 260.

Проведенные исследования позволили разработать методики выполнения измерений содержания идентифицированных микроструктурным методом растительных белков и полисахаридов неживотного происхождения в мясе и мясных продуктах. Морфометрические исследования основных компонентов исследуемых образцов проводят после их качественного анализа на гистологических препаратах.

Объемное содержание растительного белка (об.%) рассчитывают по формуле: Со6 = (n | N) х 100, где п - общее число точек, совпадающих только со структурами, соответствующими растительному белку; N - общее число точек, совпадающих с тканями на срезе.

Отношение массовой доли растительного белка (масс.,%) к его объемному содержанию (об.,%), определяемому методом микроструктурного анализа по результатам проведенных экспериментов в исследуемых пробах мяса и мясопродуктов составляет в среднем 0,24. Данный коэффициент является постоянной величиной для расчета массовой доли растительного белка.

Массовую долю растительного белка (Ср,%) в мясе и мясопродуктах рассчитывают по формуле: Ср = С0б х 0,24, где С06 - объемное содержание соевого белка %, 0,24 - коэффициент для расчета

Методология количественного определения полисахаридов в мясе и мясопродуктах аналогична вышеизложенной.

Объемное содержание определяемого полисахарида карра-гинана (%,об) рассчитывают по формуле: Соб = (n /N ) * 100, где п -общее число точек, совпадающих только со структурами, соответствующими каррагинану; N - общее число точек, совпадающих с тканями на срезе

Отношение массовой доли каррагинана (% масс) к его объемному содержанию (%, об), определяемому методом микроструктурного анализа по результатам проведенных экспериментов в исследуемых пробах мяса и мясных продуктов составляет в среднем 0,31. Данный коэффициент является постоянной величиной для расчета массовой доли каррагинана.

Массовую долю каррагинана (Ск, %) в мясе и мясопродуктах рассчитывают по формуле Ск = С 0е х 0.31, где С об - объемное содержание каррагинана, %, 0,31 - коэффициент для расчета.

Аналогичные подходы могут быть использованы для определения любых структурных компонентов мясных продуктов.

Определенные в результате проведенных исследований микроструктурные критерии и зависимости между рядом морфологических и физико-химических, структурно-механических и других показателей, установленные с помощью морфометрических исследований, позволяют оценивать качественные и количественные характеристики мясного сырья и изготовленных из него мясопродуктов на различных этапах технологической обработки, а также могут быть использованы для прогнозирования и коррекции свойств мясного сырья с целью рационального его использования, целенаправленного изменения и совершенствования различных технологических процессов, разработки и создания новых видов продукции.

ВЫВОДЫ:

1 На основании выполненных комплексных исследований сформулированы теоретические и научно-практические представления о прижизненном формировании качественных характеристик мясного сырья и структурообразовании мясопродуктов, изготовленных из него в условиях направленных биотехнологических воздействий. Установлены коэффициенты корреляции между содержанием соединительной ткани в мышце (0,88), величиной диаметра мышечных волокон (0,93), коэффициентом деструкции мышечных волокон (0,81), длиной саркомеров (0,79) и структурно-механическими свойствами мышечной ткани (напряжением среза).

2. Выявлены микроструктурные особенности мясного сырья в зависимости от:

а) вида и возраста животных

- содержание волокон гликолитического типа в составе длиннейшей мышцы спины свиней на 10,2 % больше по сравнению с аналогичной мышцей бычков и на 49,2% - овец. С увеличением возраста количество волокон гликолитического типа в длиннейшей мышце спины возрастает, окислительных снижается, диаметр увеличивается

б) функциональных особенностей мышц

- по комплексу морфологических показателей анатомически выделенные мышцы бычков отнесены к 4 группам, свиней - к 5 группам, отличающихся по качественным характеристикам и функционально-технологическим свойствам. По мере увеличения физической нагрузки снижаются диаметр мышечных волокон, степень деструкции, количество мышечных волокон гликолитического типа, повышаются содержание соединительной ткани, количество волокон окислительного типа и длина саркомеров.

в) качественной характеристики мясного сырья:

- на основание морфологических показателей - диаметра мышечных волокон, порозности, длины саркомеров, характера и количества сверхсокращенных участков, степени деструкции - выделены 7 качественных групп мясного сырья. Из них четыре группы - РБЕ-мясо, две группы - БРВ-мясо.

г) генотипа животных

При скрещивании чистопородных животных повышение выхода мышечной ткани достигается за счет'

- увеличения диаметра мышечных волокон (гипертрофии), сопровождающегося повышением количества волокон гликолитиче-

ского типа, и как следствие увеличением сверхсокращенных участков мышечных волокон. Это приводит к снижению влагосвязываю-щей способности на 4-12 %, увеличению потерь при тепловой обработке на 4,0-9,13 % (крупная белая х дюрок).

- увеличения количества мышечных волокон (гиперплазии) преимущественно окислительного типа. Это не приводит к заметному снижению влагосвязывающей способности и увеличению потерь при тепловой обработке (крупная белая х ландрас х пьетрен, крупная белая х ландрас). Второй путь является более предпочтительным для создания стрессустойчивых животных.

3. Использование механических способов обездвиживания животных способствует снижению образования узлов сверхсокращения в мышечной ткани, что в особенности актуально для стресс-чувствительных животных. Это обеспечивает повышение влаго-удерживающей способности мясного сырья, однако, сроки его созревания при этом замедляются на 2 суток. Для ускорения созревания такого мясного сырья целесообразно применять прогрессивные методы обработки мяса, в т.ч. электростимуляцию мышц.

4. Установлены микроструктурные изменения соединительной ткани в ходе подготовки ее к использованию в производстве мясопродуктов, которые независимо от метода обработки протекает в 4 стадии: стадия набухания пучков коллагеновых волокон, стадия нарушения взаимосвязи коллагеновых фибрилл в волокне; стадия деструкции коллагеновых фибрилл, их фрагментация; стадия лизиса фрагментированных коллагеновых фибрилл с образованием бесструктурной массы глютина.

Даны рекомендации по использованию обработанной соединительной ткани в мясном производстве.

5. Установлена и экспериментально подтверждена взаимосвязь между процессами структурообразования и функционально-технологическими свойствами мяса и изготовленных из него мясопродуктов. Определены основные морфологические показатели структурообразования мяса и мясопродуктов, влияющие на их качественные характеристики: степень сокращенности и деструкции мышечных волокон, сохранение целостности сарколеммы для цель-номы шечных продуктов; степень измельчения и взаимосвязанность структурных элементов фарша, характер порозности структуры для измельченных изделий;

6. Определены механизмы коррекции низких функционально-технологических свойств мясного сырья и оптимизации структуро-

образования готовой продукции с использованием пищевых добавок. Более эффективным является использование смеси различных видов фосфатов, что обеспечивает их равномерное воздействие на все типы мышечных волокон. Применение цитрата и лактата кальция на ряду с увеличением длины саркомеров, способствует разрыхлению мио-фибриллярных структур мышечного волокна. Инкубация парной мышечной ткани в растворе хлорида кальция приводит к нарушению структуры ¿-линий, их гомогенизации или расщеплению, что лежит в основе повышения нежности мяса в процессе автолиза в более короткие сроки.

7. По развитию и распределению микрофлоры и связанной с ней глубиной структурных изменений определены микроструктурные показатели, характеризующие степень свежести рубленых полуфабрикатов и колбасных изделий: свежие, свежие не подлежащие длительному хранению, несвежие.

Даны рекомендации по удлинению сроков хранения вареных колбас и рубленых полуфабрикатов с использованием препаратов, обладающих бактериостатическим действием, лактата натрия и препарата Ламефос-Фреш

8. Разработаны микроструктурные методы идентификации отдельных пищевых добавок, используемых для улучшения структу-рообразования мясной продукции (ГОСТ 51604, утверждены методики их количественного определения).

ЛИТЕРАТУРА:

1. Татулов Ю В , Курицын Н И , Миттелыитейн Т М , Белоусов А А. Кузнецова Т Г. Микроструктурные и гликолитические изменения в мясе КРС, выращенного в условиях промышленных комплексов. Тр. XXVI Европ. конгр работа НИИ мясной промышленности, США, 1980, ч. 1, с. 54-56.

2 Белоусов А А , Лимонов Г Е., Кузнецова Т I"., Горелик Л.В., Хромова Р А Микроструктурные качественные показатели фарша вареных и полукопченых колбас, изготовленных с использованием виброперемешивания Тр XXIX Европ. конгр работн НИИ мясной пром., Италия, 1983, т. 1, с 205-212

3 Белоусов А А , Хвыля С И , Кузнецова Т Г. Авилов В В ГОСТ 19496 «Мясо Метод гистологического исследования» Госстандарт России, М, 1993, 12 с

4 Белоусов А.А Хвыля С И , Кузнецова Т.Г. Изучение микрострук-[уры убойных животных в условиях экологического дисбаланса Тр XXXVIII Международ коигр работа НИИ мясной пром, Франция, 1992, I 2 с 197-200

5 Хвыля СИ, Кузнецова ТГ, Авилов В.В Практическое применение гистологических методов анализа Мясная индустрия, 1994, № 6, с. 32-33

6, Солодовникова Г И . Хвыля С И., Кузнецова Т.Г., Авилов В.В. Исследование микроструктуры сырокопченых колбас с бактериальныим препаратом Technology mesa Югославия, 1995, №36, с. 123-127

7 Хвыля С. И , Авилов В В , Кузнецова Т Г, Тимин Е H Компьютерная приставка к глазу Мясная индустрия, 1995, № 1, с 23-25

8 Хвыля С И , Кузнецова Т Г, Авилов В.В Сравнительные микроструктурные исследования некоторых мышц крупного рогатого скота с пороками качества Тр ХХХХ1 Межд. конгр мясн Науки и технологии США, 1995,т 2, с 202-204

9 Лисицын А Б , Козина 3 А., Кузнецова Т Г Influence of processing methods and its parameters on quality characteristics of the connective tissue fraction received by mecamcal sinewing of low crade beff Тр XXXX1 Межд конгр мясн науки и технологии , 1995. т 2, с 254-255

10. Писменская ВН. Кузнецова TI , Ленченко ЕМ Микроструктура мяса и колбасы при микробной порче Мясная индустрия. 1997, № 6, с 29-31

11 Хвыля С И . Кузнецова Т Г'. Стандартизация методов качественного и количественного микроструктурного анализа Мясная индустрия, 2000, № 2, с. 38-43

12. Хвыля С И„ Кузнецова Т.Г, Веселова П П. ГОСТ Р 51604 «Мясо и мясо продукты Идентификация состава гистологическим методом» Госстандарт, И 2000

13. Кузнецова Т Г , Белоусов А А , Текутьева Л А Микроструктурные изменения свинины при биотехнологических воздействиях Мясная индустрия, 2001 ,№ 6, с 9-11.

14 Кузнецова Т Г., Белоусов А А Микроструктурные изменения в вареных колбасах при микробной порче Мясная индустрия, 2001, № I, с 39-41.

15 Лисицын А Б., Кудряшов Л С , Мотовилина В А , Кузнецова Т Г. Технологические аспекты применения фосфатсодержащих добавок при производстве продуктов из говядины. Все о мясе 2001, № 4, с 3-5.

16 Белоусов А А.. Кузнецова ТГ, Луканов М.Ю Использование блочного мяса с признаками ДФД при производстве мясных консервов Мясная индустрия, 2002, № 2. с. 11-13

17 Татулов Ю В., Кузнецова Т Г . Белоусов А.А , Розанов А В Микроструктурные особенности мяса свиней различных пород и генотипов Все о мясе. 2001, №4, с 3-5

18 Жебелева И А., Колобов С.В , Кузнецова ТГ Влияние соевого изолята на микроструктуру фаршевых мясных продуктов Мясная индустрия. 2002, № 6. с 28-32

19 Жаринов А И., Евтихов П.Н, Кузнецова ТГ., Марушина С.А Ферментная модификация свойств мяса кур-несушек. Мясная индустрия, 2002, №12, с 19-22

20 Лисицын А.Б , Семенова А А., Кузнецова Т.Г, Баскина Т.Л. Функционально-технологические и бактериостатические свойства препарата «Ламефос Фреш» Все о мясе, 2002, № 4, с 18-24

21. Баер Н А , Кузнецва Т.Г , Венкина Е.В. Влияние различных способов обездвиживания крупного рогатого скота Все о мясе. 2003, № 4, с. 15 -19.

22 Семенова А А , Кузнецова Т.Г. Использование цитратов при производстве мясных продуктов - альтернативная замена фосфатов. Мясная индустрия, 2004, № 2, с 25-30

23 Хлебников В И., Дмитриенко С.Ю , Кузнецова Т.Г. Влияние био-логичеки активной добавки Кальмарин на гидролитические и окислительные процессы в жирах Мясная индустрия, 2004, № 2, с 30-35

24 Бойко О А , Кузнецова Т Г Воздействие коллагенолитического препарата на структуру мясного сырья Мясная индустрия, 2004, № 4, с. 47-49

25 Иванкин А Н., Неклюдов А.Д, Кузнецова Т Г. Экологическая безопасность продовольственного сырья Идентификация животного и растительного белка в питательных композициях Экологические приборы и системы, 2003, № 10. с. 38-42

26 Сметанина Л Б , Кузнецова Т Г., Лисицын Б А., Кракова В.З. Перспективы развития биотехнологии при производстве мясных продуктов с использованием ферментных препаратов животного присхождения. Все о мясе, 2004, № 4, с 27-30

27. Лисицын А.Б , Сусь И.В , Кузнецова Т.Г. Генетический потенциал чистопородных и помесных свиней, используемых в мясной промышленности Tehnologtja mesa Meat technology, 2005, v. 46, № 5-6, с. 244-249.

28 Чернуха И М, Сметанина Л Б , Кузнецова Т Г. Модификация низкосортного сырья ферментами животного происхождения при производстве мясопродуктов Tehnologija mesa Meat technology, 2005, v 46, № 5-6, с. 271-276.

29 Калинова Ю Е., Кудряшов Л С., Кузнецова Т Г. Структурные изменения мышечной ткани под действием различных концентраций лактата кальция Хранение и переработка сельхозсырья, 2005, № 5, с. 37-38

30 Иванкии А.Н , Кузнецова Т Г., Миталева С И Биотрансформиро-ванные белки животного происхождения для получения нового поколения функциональных продуктов питания Tehnologija mesa Meat technology, 2005, v 46, № 5-6, с. 283-285

31 Писменская В Н . Ленченко Е М , Кузнецова Т.Г. Микроструктура мяса и мясопродуктов Учебное пособие Федеральное агенство по образованию МГУПБ, М 2005,с 85

32 Ханкалаева И А, Барнакова Н.К , Писменская В Н , Кузнецова Т.Г. Воздействие бакпрепаратов и электротока на микроструктуру колбасных изделий Мясная индустрия, 2005, № 3, с. 34-36

33 Кузнецова Т.Г, Яцюта А Л , Никитченко Д В Гистологический атлас мясного сырья и мясной продукции. Учебное пособие Федеральное агенство по образованию МГУПБ, М 2007, с. 120

34 Патент на изобретение № 2287953 от 21 04 05 Мясной продукт для питания детей и профилактического питания и способ его производства

Лицензия № ЛР-№ 040830 от 17.07.97

Подписано в печать 27.03.2006 г. Формат 60x84 1/16

Печать офсетная Объем 3 п.л.

Бум. тип Тираж 100 экз. Заказ № 47

ООО «Полиграфсервис» 109316 Москва, ул. Талалихина, 26

Актуальность работы Наращивание темпов производства и объемов выпуска продукции мясной промышленности неразрывно связано с совершенствованием и развитием принципиально новых ресурсосберегающмх технологий и комплексного использования животноводческого сырья, создания новых видов продукции с высокими потребительскими свойствами. Выполнению этой задачи должно способствовать развитие теоретических исследований формирования качественных характеристик мясного сырья и глубокое изучение процессов, протекающих в мясе при хранении и технологической обработке, в том числе с использованием биотехнологических приемов, позволяющих интенсифицировать процесс производства мясных продуктов и рационально использовать сырье с низкими функционально-технологическими свойствами.

Решение этих вопросов неразрывно связано с расширением возможностей исследований за счет использования новых аналитических методов, которые должны соответствовать передовому уровню науки и технологии и созданием системы показателей объективной и надежной оценки качества сырья и готовой продукции.

В то же время в работах Бем Р.,Плева В., Налетова H.A., Тинякова Г.Г., Велинова П., Белоусова A.A., Писменской В.Н., Horn D., Katsaras К. и других показано, что прижизненное состояние мышечной ткани и любое технологическое воздействие на нее, связанное с убоем животного, хранением и переработкой мясного сырья, находят свое отражение в изменениях ее морфологических свойств.

В последние десятилетия были выявлены существенные различия качественных показателей мяса в зависимости от условий содержания, физических нагрузок, стрессовых факторов в период транспортировки и предубойного содержания. Значительное влияние на увеличение неоднородности мясного сырья оказывает изменение экологической обстановки, а также селекционная работа, направленная на выведение новых генотипов животных с улучшенными показателями роста и накоплением большего количества мышечной ткани, однако часто обладающих более низкой стрессустойчивостью

Для повышения, сохранения и стабилизации качества продукции, выработанной из сырья с пониженными функциональными свойствами (мороженое, после длительного хранения, с пороком Р8Е,ОРО, с высоким содержанием соединительной и жировой ткани и т.д.) используют ряд технологических приемов, позволяющих корректировать негативные свойства мясного сырья.

Перспективными с этой точки зрения являются несколько основных направлений технологической или биотехнологической коррекции свойств мясного сырья с низкими функциональными свойствами. Это в первую очередь - технологические приемы, позволяющие компенсировать негативные отклонения в свойствах мясного сырья за счет входящих в рецептуру пищевых добавок и ингредиентов, в том числе, тормозящих развитие нежелательной микрофлоры (лактаты, комплексные добавки на основе буферных смесей пищевых кислот и их солей, нейтральных и кислых фосфатов), использование интенсивных технологий изготовления сырокопченых, сыровяленых изделий с применением углеводных композиций, стартовых культур, ГДЛ, применение механического воздействия (массирование, тумблирование и тендеризация ) с целью повышения нежности продукта и другие.

В связи с этим возникла необходимость проведения более глубоких исследований мясного сырья с применением методов световой, сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии, на разных стадиях технологического процесса при изготовлении готовых мясных продуктов из сырья различного качества, чтобы на основе полученных материалов создать цельное представление о процессах структрообразования, лежащих в основе формирования их качественных показателей.

Анализ литературных данных позволил сформулировать цель настоящего исследования, которая заключается в разработке теоретических и научно-практических представлений о прижизненном формировании качественных характеристик мясного сырья и структурообразовании мясопродуктов, изготовленных из него в условиях направленных биотехнологических воздействий.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: -исследовать морфологические особенности мясного сырья в зависимости от вида и возраста животных, функциональных особенностей мышц, качественной группы, генотипа, различных способов обездвиживания;

- изучить микроструктурные изменения соединительной ткани в усорвиях механических, термических и ферментативных воздействий;

-установить взаимосвязь между процессами структурообразования и функционально-технологическими свойствами мяса и изготовленных из него мясопродуктов;

-исследовать механизмы коррекции мясного сырья с низкими функциональными свойствами с использованием пищевых добавок;

-выявить микроструктурные показатели, характеризующие свежесть рубленых полуфабрикатов и вареных колбасных изделий; -разработать микроструктурные методы идентификации и количественной оценки отдельных ингредиентов и пищевых добавок в мясной продукции с использование морфометрического метода исследования

Научная новизна работы. Теоретически обоснованы, экспериментально доказаны и установлены морфологические и морфометрические критерии оценки качественных характеристик мясного сырья на основе исследования микроструктурных и технологических показателей, характеризующих особенности его структурообразования с учетом прижизненных факторов.

Расширены теоретические представления о процессах структурообразования мясного сырья розличных качественных групп. Установлена взаимосвязь между процессами структурообразования и функционально- технологическими свойствами мясного сырья.

Определены особенности микроструктурных изменений соединительной ткани в ходе подготовки ее к использованию для производства мясопродуктов в условиях различных способов подготовки.

Дана система дифференциации микроструктурных изменений мышечной ткани цельномышечных и измельченных мясопродуктов положительно или отрицательно влияющих на их качество

Определены механизмы коррекции низких функциональнотехнологических свойств мясного сырья и оптимизации структурообразования готовой продукции с использованием пищевых добавок.

Сформулированы методологические подходы к определению свежести измельченных мясопродуктов по микроструктурным показателям.

Разработаны методы идентификации и определения количественного содержания отдельных ингредиентов и пищевых добавок в мясных продуктах.

Практическая ценность. Установленные морфологические и морфометрические критерии оценки качества мясного сырья и мясопродуктов, изготовленных в условиях биотехнологических воздействий позволяют: - объективно оценивать свойства мясного сырья, прогнозировать его качественные характеристики и определять рациональные режимы и наиболее эффективные способы переработки, обосновывать схемы дифференциальной разделки; - прогнозировать и корректировать пороки мясного сырья в процессе технологической обработки; - устанавливать рациональные режимы и способы обработки соединительной ткани; - выявлять степень микробиальной порчи измельченных мясопродуктов; - идентифицировать и проводить определение количественного содержания растительных ингредиентов и отдельных пищевых добавок в составе мясопродуктов.

Результаты исследований использованы при разработке 11 технологий производства мясных продуктов и широко используются в настоящее время при проведении научно-исследовательских работ в области совершенствования и разработке новых технологий производства мясопродуктов, оценке их качественных показателей и создании новых видов продуктов.

Введены в действие ГОСТ 19496-93 «Мясо. Метод гистологического исследования», ГОСТ 51604 «Мясо и мясопродукты. Метод идентификации состава», методика выполнения измерений содержания полисахаридов неживотного происхождения в мясе и мясопродуктах, методика выполнения измерений содержания белков растительного и животного происхождения, получен патент на изобретение №2287953.

Теоретические положения работы экспериментальных исследований использованы в учебном пособии для обучения студентов по курсу гистологии «Микроструктура мяса и мясопродуктов», «Атласе мясного сырья и мясных продуктов», в методических рекомендациях по применению количественного микроструктурного анализа в мясной промышленности и научных исследованиях, оценке мясного сырья и определения мясопродуктов микроструктурными методами, комплексной оценке мясной продуктивности и качества мяса свиней разных генотипов, гистологическому методу оценки свежести субпродуктов.

Полученные данные включены в курсы лекций по гистологии, ветеринарно-санитарной экспертизы, патологической анатомии, для подготовки специалистов мясной промышленности.

Апробация работы. Результаты научных исследований доложены на 11 международных и европейских конгрессах работников НИИ мясной промышленности и на 19 международных научных и научно-теоретических конференциях и симпозиумах. По результатам проведенных исследований опубликованы 34 работы, учебное пособие «Микроструктура мяса»,

Гистологический атлас мясного сырья имясных продуктов», получен патент ж изобретение №2287953.

ВЫВОДЫ:

1 .На основании выполненных комплексных исследований сформулированы теоретические и научно-практические представления о прижизненном формировании качественных характеристик мясного сырья и структурообразовании мясопродуктов, изготовленных из него в условиях направленных биотехнологических воздействий. Установлены коэффициенты корреляции между содержанием соединительной ткани в мышце (г=0,88), величиной диаметра мышечных волокон (г=0,93), коэффициентом деструкции мышечных волокон (г=-0,81), длиной саркомеров (г=-0,79) и структурно-механическими свойствами мышечной ткани (напряжением среза).

2.Выявлены микроструктурные особенности мясного сырья в зависимости от: а) вида и возраста животных

- содержание волокон гликолитического типа в составе длиннейшей мышцы спины свиней на 10,2 % больше по сравнению с аналогичной мышцей бычков и на 49,2% - овец. С увеличением возраста количество волокон гликолитического типа в длиннейшей мышце спины возрастает, окислительных снижается, диаметр увеличивается б) функциональных особенностей мышц

- по комплексу морфологических показателей анатомически выделенные мышцы бычков отнесены к 4 группам, свиней - к 5 группам, отличающихся по качественным характеристикам и функционально-технологическим свойствам. По мере увеличения физической нагрузки снижаются диаметр, степень деструкции, длина саркомеров, количество мышечных волокон гликолитического типа, повышаются содержание соединительной ткани, количество волокон окислительного типа. в) качественной характеристики мясного сырья

- на основании морфологических показателей - диаметра мышечных волокон, порозности, длины саркомеров, характера и количества сверхсокращенных участков, степени деструкции - выделены 7 качественных групп мясного сырья. Из них четыре группы- РБЕ-мясо, две группы - БРБ - мясо. г) генотипа животных

При скрещивании чистопородных животных повышение выхода мышечной ткани достигается за счет:

-увеличения диаметра мышечных волокон (гипертрофии), сопровождающегося повышением количества волокон гликолитического типа, и как следствие увеличением сверхсокращенных участков мышечных волокон. Это приводит к снижению влагосвязывающей способности на 4-12%, увеличению потерь при тепловой обработке на 4,0 -9,13% (крупная белая х дюрок).

- увеличения количества мышечных волокон (гиперплазии) преимущественно окислительного типа. Это не приводит к заметному снижению влагосвязывающей способности и увеличению потерь при тепловой обработке (крупная белая х ландрас х пьетрен, крупная белая х ландрас). Второй путь является более предпочтительным для создания стрессустойчивых животных.

3. Использование механических способов обездвиживания животных способствует снижению образования узлов сверхсокращения в мышечной ткани, что в особенности актуально для стрессчувствительных животных. Это обеспечивает повышение влагоудерживающей способности мясного сырья, однако, сроки его созревания при этом замедляются на 2 суток. Для ускорения созревания такого мясного сырья целесообразно применять прогрессивные методы обработки мяса, в т.ч. электростимуляцию мышц.

4. Установлены микроструктурные изменения соединительной ткани в ходе подготовки ее к использованию в производстве мясопродуктов, которые независимо от метода обработки протекает в 4 стадии: стадия набухания пучков коллагеновых волокон; стадия нарушения взаимосвязи коллагеновых фибрилл в волокне; стадия деструкции коллагеновых фибрилл, их фрагментация; стадия лизиса фрагментированных коллагеновых фибрилл с образованием бесструктурной массы глютина.

Даны рекомендации по использованию обработанной соединительной ткани в мясном производстве.

5. Установлена и экспериментально подтверждена взаимосвязь между процессами структурообразования и функционально-технологическими свойствами мяса и изготовленных из него мясопродуктов. Определены основные морфологические показатели структурообразования мяса и мясопродуктов, влияющие на их качественные характеристики: степень сокращенное™ и деструкции мышечных волокон, сохранение целостности сарколеммы для цельномышечных продуктов; степень измельчения и взаимосвязанность структурных элементов фарша, характер порозности > структуры для измельченных изделий;

6. Определены механизмы коррекции низких функционально-технологических свойств мясного сырья и оптимизации структурообразования готовой продукции с использованием пищевых добавок. Более эффективным является использование смеси различных видов фосфатов, что обеспечивает их равномерное воздействие на все типы мышечных волокон. Применение цитрата и лактата кальция на ряду с увеличением длины саркомеров, способствует разрыхлению миофибриллярных структур мышечного волокна. Инкубация парной мышечной ткани в растворе хлорида кальция приводит к нарушению структуры Z-линий, их гомогенизации или расщеплению, что лежит в основе повышения нежности мяса в процессе автолиза в более короткие сроки.

7. По развитию и распределению микрофлоры и связанной с ней глубиной структурных изменений определены микроструктурные показатели, характеризующие степень свежести рубленых полуфабрикатов и колбасных изделий: свежие, свежие не подлежащие длительному хранению, несвежие.

Даны рекомендации по удлинению сроков хранения вареных колбас и рубленых полуфабрикатов с использованием препаратов, обладающих бактериостатическим действием, лактата натрия и препарата Ламефос-Фреш.

8.Разработаны микроструктурные методы идентификации отдельных пищевых добавок, используемых для улучшения структурообразования мясной продукции (ГОСТ 51604, утверждены методики их количественного определения).