Неорганические вещества клетки.
Неорганические вещества имеют малый молекулярный вес, встречаются и синтезируются как в живой клетке, так и в неживой природе. В клетке эти вещества представлены главным образом водой и растворенной в ней солями. Вода составляет около 70% клетки. Благодаря своему особому свойству поляризации молекул вода играет огромную роль в жизни клетки. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Электрохимическая структура молекулы такова, что на кислороде имеется небольшой избыток отрицательного заряда, а на атомах водорода - положительного, то есть молекула воды имеет две части, которые притягивают другие молекулы воды разноименно заряженными частями. Это приводит к увеличению связи между молекулами, что в свою очередь определяет жидкое агрегатное состояние при температурах от 0 до 100 0 С, несмотря на относительно малый молекулярный вес. Вместе с тем, поляризованные молекулы воды обеспечивают лучшую растворимость солей.
Углеводы.
Органические вещества клетки представлены различными биохимическими полимерами, то есть такими молекулами, которые состоят из многочисленных повторений более простых, сходных по структуре участков (мономеров). Органическими составляющими клетки являются углеводы, жиры и жироподобные вещества, белки и аминокислоты, нуклеиновые кислоты и нуклеиновые основания. К углеводам относятся органические вещества, имеющие общую химическую формулу Cn (H 2 O) n. По строению углеводы делят на моносахара, олигосахара и полисахара. Моносахара представляют собой молекулы в виде одного кольца, включающего, как правило, пять или шесть атомов углерода. Пятиуглеродные сахара – рибоза, дезоксирибоза. Шестиуглеродные сахара – глюкоза, фруктоза, галактоза. Олигосахара – это результат объединения небольшого числа моносахаров (дисахара, трисахара и т.п.) наиболее распространенными являются, например, тростниковый (свекловичный) сахар - сахароза, состоящая из двух молекул глюкозы и фруктозы; солодовый сахар – мальтоза, образованная двумя молекулами глюкозы; молочный сахар – лактоза, образован молекулой галактозы и молекулой глюкозы. Полисахара – крахмал, гликоген, целлюлоза, состоят из огромного количества моносахаров, связанных между собой в более или менее разветвленные цепи.
Жиры и жироподобные вещества.
Жиры, как и сахара также состоят из атомов углерода, кислорода и водорода, но относительное содержание в них кислорода меньше. Молекула жира образуется четырьмя компонентами: глицерином и связанными с ним тремя жирными кислотами. Жирные кислоты представляют длинные полимерные цепи из атомов углерода. Каждая такая цепь заканчивается карбоксильной группой. От строения жирных кислот зависят свойства жира. Если жирные кислоты, входящие в состав жира имеют ненасыщенные (двойные) связи, то такой жир при комнатной температуре жидкий, например, подсолнечное, оливковое, льняное и другие растительные масла. Если же жирные кислоты имеют только насыщенные связи, то они при тех же условиях – твердые вещества: говяжье, баранье, свиное сало, сливочное масло и другие животные жиры. Важнейшим свойством всех жиров является гидрофобность, то есть способность отталкивать воду. К жироподобным веществам относится разнообразная группа органических веществ: фосфолипиды, каротиноиды, стероиды, которые, несмотря на существенные различия в строении имеют также хорошо выраженные гидрофобные свойства.
Белки.
Белки — это биологические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Одна молекула белка может содержать тысячи молекул аминокислот. В природе встречается 20 различных аминокислот (глицин, лейцин, аланин, фенилаланин, серин и др.) Каждая аминокислота имеет аминогруппу (-NH 2), карбоксильную группу (-COOH) и так называемый радикал. Аминокислоты отличаются друг от друга строением радикалов, количеством амино- и карбоксильных групп. В молекуле белка аминокислоты расположены линейно, связываясь между собой так, что аминогруппа одной аминокислоты ковалентно соединяется с карбоксильной группой соседней аминокислоты. Такая связь между двумя различными аминокислотами называется пептидной. При ее образовании выделяется одна молекула воды. Белки имеют несколько уровней организации: первичный, вторичный, третичный и четвертичный. Первичная структура белка – это цепь связанных пептидными связями молекул аминокислот. Вторичная структура – это результат спирального скручивания первичной структуры, она образованна и поддерживается благодаря водородным связям между различными витками цепи. Третичная структура белка – это результат сложной укладки вторично скрученной белковой молекулы в структуру различной конфигурации (например, в виде петли, клубка, кольца и пр.). Третичная структура поддерживается благодаря ковалентным связям между атомами серы, принадлежащим разным аминокислотам. Белки проявляют свои биологические свойства именно на третичной структуре. Некоторые белки имеют и четвертичную организацию, которая является результатом объединение нескольких третичных структур. Как правило, в создании четвертичной структуры принимает участие атом металла. Например, белок крови гемоглобин состоит из четырех молекул миоглобина, связанных атомом железа. Разрушение третичной и вторичной структур белка называется денатурацией. Она наблюдается при нагреве белка или изменении кислотности раствора, в котором белок находится. Денатурация – процесс обратимый: при восстановлении прежних условий белок восстанавливает свою структуру. Разрушение первичной структуры (пептидных связей) называется расщеплением белка. Этот процесс необратим.
Контроль качества мяса
Мясо представляет собой совокупность мышечной, жировой, соединительной и костной тканей. Показатели качества многокомпонентной системы могут существенно изменяться под действием тканевых ферментов, а также в результате микробиологических процессов. Нежелательные последствия для качества мяса имеют окислительные превращения его компонентов. Интенсивность и характер изменения состава и свойств мяса зависят от условий и режимов холодильной обработки и хранения. Химический состав мяса зависит от вида, пола, возраста, породы, физиологического состояния, упитанности животных и части туши. Определение общего химического состава (содержание влаги, белка, жира и минеральных веществ) позволяет получить общее представление о качестве мяса. Для более полного суждения о степени полезности мяса привлекают данные об аминокислотном составе белков, о содержании полиненасыщенных жирных кислот, витаминов, микро- и макроэлементов. Пищевая ценность мяса наряду с количественным соотношением указанных компонентов определяется органолептическими показателями – цветом, вкусом, запахом, консистенцией и вкусоароматическими характеристиками бульона. Пищевая ценность мяса зависит в первую очередь от содержания мышечной ткани, количество белков в которой достигает 20–22 %. Мышечные белки содержат в оптимальных соотношениях незаменимые аминокислоты. От состояния мышечных белков, величины рН мышечной ткани существенно зависят водосвязывающая способность мяса и его консистенция. Количественное содержание и состояние входящего в мышечную ткань белка – миоглобина наряду с другими факторами определяют интенсивность и характер окраски мяса. Экстрактивные вещества мышечной ткани участвуют в формировании вкуса и аромата мяса и мясопродуктов. Существенное значение для качества мяса имеет характер биохимических процессов, протекающих в мышечной ткани в послеубойный период – автолиз. В результате автолиза изменяются состояние белков, липидной фракции и состав экстрактивных веществ, что влияет на консистенцию, сочность, вкус и аромат мяса, устойчивость к развитию микрофлоры. В связи с особенностями технологии выращивания, откорма животных, их генетическими показателями наблюдаются различия в развитии биохимических и физико-химических процессов при автолизе мяса у разных групп животных, поступающих на переработку. В соответствии с этим предложена классификация говядины и свинины по группам качества с выделением нормального мяса и мяса с признаками PSE и DFD.
Мясо с признаками PSE (бледное, мягкое, водянистое) характеризуется светлой окраской, низкой водосвязывающей способностью, выделением мясного сока, кислым привкусом и быстрым окислением жира. Из-за быстрого распада гликогена и накопления молочной кислоты, рН такого мяса в течение 60 мин после убоя понижается до значения 5,5–6,2. Эти показатели чаще всего фиксируются у свинины.
Мясо с признаками DFD (темное, липкое, сухое) имеет темную окраску, высокую водосвязывающую способность, повышенную липкость, быстро подвергается микробиологической порче. Оно имеет высокое значение рН. Через 24 ч после убоя значение рН мяса с признаками DFD превышает 6,2. Мясо с признаками DFD чаще всего обнаруживают при убое молодняка крупного рогатого скота. Для повышения качества выпускаемой продукции рекомендуется дифференцировать сырьё с выделением мяса с нормальными показателями качества и мяса с признаками PSEи DFD.
По группам качества сырьё сортируют путём измерения рН непосредственно в цехе первичной переработки не позже чем через 60 мин после убоя (рН1) и в холодильных камерах через 24 ч хранения (рН24). Граница значений рН1 для выделения мяса с признаками PSE находится в пределах от 5,5 до 6,2. Значение рН24 для мяса с признаками DFD больше 6,2, для нормального мяса находится в интервале от 5,5 до 6,2.
Туши с признаками PSE клеймят после завершения первичной переработки и после убойной экспертизы; туши с признаками DFD и нормальными показателями клеймят после охлаждения с использованием штампов «Р», «D» и «Н», которые наносят на высоте 30 мм на передней голяшке (для говядины) и рульке (для свинины).
Развитие микробиологических процессов может привести к снижению биологической ценности мяса и мясопродуктов, ухудшить органолептические показатели и вызвать образование токсических веществ.
Кроме того, изменение состава и свойств мяса при хранении может быть результатом его контакта с внешней средой. В этом случае из-за испарения влаги снижается масса (усушка) и изменяется цвет мяса, что вызвано повышением концентрации миоглобина в поверхностных слоях и его окислением кислородом воздуха. Негативные последствия для качества продуктов имеет окисление жира. Развитие окислительных процессов сопровождается понижением биологической ценности, ухудшением органолептических показателей и образованием продуктов окислительного распада, вредных для здоровья человека.