Curs 7 Controlul Alimentelor

Controlul Alimentelor
Anul 5 Semestrul1
Curs 7
Preluare dupa Controlul Alimentelor – FMVB

Complexul Actino-miozinic
Complexul actomiozinic este hidrofob si furnizeaza date cu privire la timpul scurs de la taierea animalului stiind ca rigiditatea dureaza 24 de ore. Rigiditatea nu se instaleaza odata in toata musculatura ci incepe cu musculatura cea mai activa (cea repartizata spre trenul anterior). Iesirea din rigiditate este aceeasi ca si in ordinea instalarii.
Rigiditatea musculara se instaleaza atata timp cat structura chimica a proteinelor si in special a celor miofibrilare, nu este afectata. Factorii care produc denaturarea proteinelor, reduc sau suprima rigiditatea musculara, astfel ca pentru carnea congelata energic si imediat dupa obtinere, si decongelata dupa un anume timp, rigiditatea nu se mai instaleaza sau este abia schitata. Depasirea momentului rigiditatii musculare inseamna inceperea descompunerii proteinelor. In acest fel, chiar daca in mod artificial s-ar cobora nivelul pH-ului, la nivel de 5,4, rigiditatea musculara nu se mai instaleaza.
In plina rigiditate musculara, carnea prezinta insusiri organoleptice nefavorabile, fiind tare, aspra, lipsita de suculenta si aroma. In acest stadiu, carnea nu se prelucreaza si nu trebuie tehnologizata deoarece nu poseda insusiri de hidratare si mai ales de retinere a apei. Prezenta rigiditatii musculare exclude alterarea (dezvoltarea microbiana este imposibila) dar nu inseamna ca lipsa rigiditatii musculare presupune alterarea. Trebuie sa se faca deosebirea intre rigiditate musculara si congelare: rigiditatea cuprinde doar musculatura, fata de congelare care angajeaza toate elementele, inclusiv razele osoase.
In practica pot fi intalnite si aspecte mai putin normale:
carcase provenite de la animale viguroase, cu stare buna de intretinere dar obosite, cand rigiditatea se instaleaza instantaneu si poate avea durata normala datorita rezervelor crescute de glicogen
carcase provenite de la animale extenuate, bolnave, febrile sau cu stari de intoxicatie, cu o cantitate deja formata si crescuta de acid lactic in musculatura drept pentru care rigiditatea se instaleaza rapid dar este de scurta durata, slab evidentiata, uneori incompleta dar in foarte multe situatii nici nu se instaleaza
carcase mentinute la temperatura mediului ambiant (mai ales vara), cand sunt asezate in stiva si in stare calda, in special carcasele de porc, pot rezulta modificari importante, nealterative dar care le pot face improprii consumului (explicatie: la temperaturi crescute, procesele glicolitice evolueaza rapid, rezulta in foarte scurt timp cantitati mari de aacid lactic, pH-ul este acid fiind extrem de scazut, la 4,7, cand se ajunge la depasirea punctului izoelelctric al miozinei si actinei; in asemenea conditii, proteinele miofibrilare pun in libertate ionii hidrosolubili cu carcter bazic; fiind o incarcatura electrica de acelasi semn, rezulta o respingere a fortelor si desfacerea complexului actomiozinic care nu a fost consolidat, deci rigiditatea, chiar daca a inceput sa se instaleze, dispare imediat)
La pH mai mic de 4,7 se produce denaturarea ireversibila a proteinelor musculare, acest fapt exteriorizandu-se printr-o serie de modificari care fac aceasta carne neconsumabila: o decolorare puternica, o consistenta friabila asemanatoare carnii fierte, un aspect exudativ chiar infiltrat, miros acid (fermentatie acida a carnii). Pe masura scaderii pH-ului sunt si forte care actioneaza in privinta tamponarii acestuia: compusii cu fosfor si proteinele din carne ca atare. Peste pH 6, aceste forte actioneaza optim si eficient dar cu intensificarea proceselor glicolitice, acestea actioneaza din ce in ce mai putin.
Dupa instalarea rigiditatii musculare, incep alte procese care au ca efectimbunatatirea calitatii carnii: maturarea carnii.

MATURAREA CARNII este un proces care decurge dupa mai multe ipoteze dintre care ipoteza enzimatica este cea mai plauzibila. Dupa rigiditate pH-ul creste, presupunand reanceperea reactiilor glicolitice dar intr-un ritm mult mai redus decat in fazei premergatoare rigiditatii. Acest lucru se intampla deoarece rezervele de glicogen si glucoza sunt mult mai reduse, ATP-ul este epuizat iar temperatura de refrigerare franeaza activitatea enzimelor glicolitice. Rezultattul acestor actiuni este o crestere lenta a pH-ului pana la 5,7-5,9, nivel la care se manifesta o tendinta de stabilizare, la aceasta contribuind si fortele care actioneaza in mod contrar. In acest interval de pH, se produce cea mai semnificativa imbunatatire a caracterelor organoleptice: fragezimea, aroma, o crestere a capacitatii de hidratare dar si de retinere a apei.
Fragezimea carnii este conditionata in cea mai mare masura de structura dar si de starea tesutului conjunctiv, pornind de la membrana celulara, tesut conjunctiv interstitial, endomisium, epimisium si perimisium. Initial fibrele de colagen sunt aspre si neextemsibile, aceeasi structura conferind si carnii (glicina din colagen are anumite proprietati ce se manifesta cu atat mai intens cu cat valoarea pH-ului creste, aceasta face ca fibrele de colagen sa se hidrateze treptat, sa creasca in volum, imbunatatind in acest fel sucul si fragezimea carnii.
Cresterea pH-ului mareste potentialul de disociere a moleculelor proteice ducand la o crestere a incarcaturii electrostatice ceea ce conduce la o respingere a fibrelor proteice favorizand creearea de spatii intre acestea, unde se retine apa.
Dirijarea proceselor biochimice are la baza stapanirea evolutiei pH-ului; acest lucru este important nu numai pentru imbunatatirea caracterelor organoleptice a carnii dar si pentru reducerea proceselor tehnologice de prelucrare a acestora in produse carnate. Cea mai mare capacitate de hidratare si de retinere a apei se instaleaza cand valoarea pH-ului este cea mai mare. Asta inseamna imediat dupa taiere cand carnea este inca calda din punct de vedere termic. Aceasta este ratiunea pentru care carnea calda este folosita la prepararea bradt-ului, in special din carnea de bovine care contine mai mult tesut conjunctiv lax. Pentru acest lucru, pregatirea acestor semipreparate din carne calda trebuie sa se faca folosind apa rece dar cel mai bine sub forma de fulgi de gheata, impiedicand astfel declansarea brusca a glicolizei si franarea scaderii pH-ului.
In faza de maturare, cu cresterea pH-ului se reinstaleaza si capacitatea de hidratare si retinere a apei, conditie esentiala pentru imbunatatirea calitatii organoleptice a carnii.
Semnificativ pentru aceasta faza este rolul jucat de enzimele intramusculare de tipul calpainelor si catepepsinelor care participa la simplificarea proteica ceea ce duce la imbunatatirea calitatii carnii. Aceste enzime scindeaza macromoleculele proteice din interiorul axului celular ducand la o simplificare pana la aminoacizi.
Avand o localizare intracelulara, enzimele respective actioneaza mai greu asupra tesutului conjunctiv, aceasta fiind posibila numai dupa esteriorizarea acestora. Accelerarea maturarii carnii poate fi efectuata si prin folosirea unor preparate enzimatice avand la baza efectul proteolitic al unora dintre ele (enzimele). Aceste preparate enzimatice pot fi de natura vegetala (papaina, bromelina, ficina), microbiana sau micotica (amilaza), pancreatice. Pe langa aceste enzime, preparatele contin si benzoat de sodiu, glutamat de sodiu, diferiti acizi, eventual lichide de afanare.
Modul de administrare: carnea se introduce in aceste preparate dar animalele, inainte de taiere pot fi injectate cu asemenea preparate. Carnea maturata are o consistenta moale, devine mai suculenta si frageda, gustul este placut iar culoarea este de la rosu pana la rosu-cenusiu.
Fenomenul maturarii depinde de: temperatura (cu cat este mai ridicata, cu ata decurge mai rapid) dar in mod obisnuit se realizeaza in spatii igienice, controlate din punct de vedere al tempearturii. Procesul de maturare este un rau (odata cu instalarea maturarii, deci cu simplificarea proteica, se creeaza conditii optime pentru grefarea si dezvoltarea microorganismelor) necesar (numai in aceasta faza devine apta pentru consumul si prelucrarea tehnologica).
Mecanismul enzimatic al maturarii
Acest mecanism presupune interventia enzimelor proteolitice intramusculare care pot fi
proteinaze neutre activate de ionii de calciu, denumite calpaine si care sunt active la pH neutru
proteinaze lizozomiale denumite catepsine BDLH si care sunt active, de obicei, la pH 4÷6
proteinaze denumite complex multicatalitic facand parte aici prosom, proteosom, macropain

Proteinazele neutre:calpainele
Doua enzime sunt principale: calpaina 1 sau αcalpaina pentru care este nevoie de o cantitate mai mare de ioni de calciu pentru o activare maxima si calpaina 2 sau Mcalpaina pentru care este necesara o cantitate mica de ioni de calciu pentru o activare maxima.
Inhibitorul specific pentru calpaine este denumit calpastatina. Aceste enzime sunt localizate in sarcoplasma iar la muschiul in viata sunt inactivate datorita concentratiei reduse a ionilor de calciu. In muschiul postsacrificare, cand nivelul ATP se reduce si rigiditatea incepe sa se instaleze, are loc o eliberare a ionilor de calciu care se acumuleaza la nivelul sarcoplasmei activand calpainele.
Calpainele libere si activate, pot hidroliza inhibitorul specific care isi pierde capacitatea de complexare astfel ca la aproximativ 24 de ore postsacrificare, nivelul de inhibitor nehidrolizat este de aproximativ 30% din cantitatea initiala. Aceste calpaine libere realizeaza si fragezimea carnii prin actiunea asupra miofibrilelor si sarcoplasmatic. Pe masura ce pH-ul scade, activitatea calpainelor este diminuata, fiind minima la pH5,5, acestea inactivandu-se datorita aciditatii. Se are de a face cu o situatie contradictorie cand pH-ul scazut favorizeaza nivelul de calpaine libere dar in acelasi timp reduce si activitatea acestora.
Avand in vedere ca pH-ul optim de actiune a calpainelor este mai mare de 6,5, rezulta ca aceste enzime au o activitate proteolitica in primele ore postsacrificiu, atunci cand glicoliza na s-a instalat brutal.

Proteinazele lizozomale
Sunt localizate in lizozomi, cu activitate maxima la pH 4÷6, reprezentate de catapsinele B, D, L, H, cea mai activa fiind catapsina D pentru miozina iar catapsina B actioneaza asupra miozinei cat si asupra actinei. Catapsinele B, L si H, atunci cand ajung extracelular, actioneaza asupra tesutului conjunctiv.

Sistemul multifunctional
Este activat de ATP, degradand proteinele sarcoplasmatice la pH optim de 7÷9. Degradarea proteinelor in vivo, are loc in interiorul lizozomilor, ca urmare a transferului acestora din sarcoplasma in lizozom, iar in muschiul postsacrificare, enzimele actoineaza in afara lizozomilor prin degradarea membranelor acestora, datorita pH-ului scazut. Avand in vedere ca activitatea catapsinei ca si a calpainelor este dependenta de temperatura si pH, pentru ca acestea sa aiba activitate eficienta este necesar a se realiza o acidifiere rapida a carcasei prin mentinerea acesteia la temperaturi mai mari de 10-120C sau prin practicarea electrostimularii carcaselor eitandu-se contractia la rece.
Mecanismul fizico-chimic
Acidifierea tesutului muscular postsacrificare, este insotita de o crestere a presiunii osmotice ca o consecinta a acumularii in sarcoplasma a moleculelor cu masa mica: ioni, peptide, acid lactic s.a. exista un sinergism intre presiunea osmotica si actiunea proteinazelor, rezultatul final fiind acela de imbunatatire a caracterelor organoleptice ale carnii, mai ales a fragezimii acesteia.

Factorii de variatie ai maturarii carnii

Acesti factori sunt legati de animal, varsta, sex, rasa, stare de ingrasare, tipul de muschi luat in discutie, specia.
Specia: in functie de specia de la care provine, carnea prezinta diferite viteze de maturare, apreciate de la1-10. carnea de pasare se matureaza cel mai rapid, urmata de carnea de porc, vite, vita adulta. Explicatia acestor diferente de maturare, este in special pusa pe seama echipamentelor enzimatice: la carnea de pasare exista o concentratie mai mare de enzime. De asemenea are influenta si continutul in inhibitori ai enzimelor, care este mai mare in carnea de vita si porc, dupa care pot fi luate in discutie si sensibilitatea proteinelor la enzimele proteolitice. In acest sens, miofibrilele carnii de pasare sunt mai usor degradate de catapsine si calpaine decat miofibrilele carnii de vita. Aceste diferente depind de caracteristica metabolismului si contractiei musculaturii. Prin trecerea de la musculatura rosie, care are o contractie lenta si metabloism oxidativ, caracteristic pentru muschiul de vita, la carnea alba, cu o contractie rapida si metabolism glicolitic (muschiul de pui), viteza relativa a maturarii creste.
Varsta: inaintarea in varsta atrage dupa sine modificari ale celor doua structuri importante: colagenul si miofibrilele care determina fragezimea. Continutul colagenului nu se modifica sensibil cu varsta dar se modifica calitatea: fibrele devin termosensibile ca urmare a cresterii numarului de legaturi intramoleculare, cu rezistenta sporita la caldura si rezistenta crescuta mecanica. Sub aspect biochimic, solubilitatea termica a colagenului este diminuata.
Din punctul de vedere calitativ, intereseaza raportul dintr izoformele 1 si 3 ale colagenului, aceasta din urma fiind mai sensibila la actiunea proteinazelor endogene. La nivelul fibrei musculare, functie de varsta, are loc o evolutie a metabolismului spre cel de tip oxidativ, respectiv o diminuare a vitezei de contractie caracteristica musculaturii rosii. Obisnuit durata de maturare la 40C este de aproximativ 5 zile pentru carnea de vitel si 11 zile pentru carnea de vita adulta. La carnea de porc si pasare, varsta animalului are o influenta mult mai redusa asupra vitezei de maturare.
Sexul: influentaza continutul de colagen dar si gradul de reticulare al acestuia, astfel ca carnea femelelor are un continut de colagen mai mic si un grad de reticulare mai redus comparativ cu cea obtinuta de la masculii castrati sau nu. Carnea femelelor si masculilor castrati contine un procent mai mare de fibre albe, deci metabolismul este glicolitic.
Rasa: in general fragezimea carnii este mai buna cand provine de la rase specializate pentru productia de carne. Diferentele de fragezime sunt puse pe seama tipului de fibre care sunt in procentaj mai mare, de tip contractil, adica metabolism glicolitic.
Starea de ingrasare: influenteaza indirect fragezimea pentru ca grasimea de acoperire se constituie ca un termoizolant astfel incat, refrigerarea se realizeaza mai greu, temperatura ramane mai mult timp peste 120C, pH-ul scade sub 6 impiedicand contractia la rece.
Tipul de musculatura: in cadrul aceluiasi muschi de bovine, porc sau pasare sunt prezente modificari structurale miofibrilare, in tesutul muscular postsacrificare, inclusiv maturarea, vor depinde de proportiile dintr diferitele tipuri de fibre. Tipurile de fibre se diferentiaza prin continutul de proteine sarcoplasmatice, miofibrilare, continutul in enzime proteolitice, inhibitori, felul metabolismului, vitamine contractile, s.a.m.d. modificarile structurale miofibrilare se produc mai repede in cadrul fibrelor de tip 2 (de contractii rapide si metabolism glicolitic) decat in cazul fibrelor 1 (de contractie lenta si metabolism oxidativ).

Leave a Comment