Upload
jus-titziara
View
348
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
1/22
Modificri biochimice care se
produc n muchi dup
sacrificarea animalului
Totalitatea transformarilor biochimice si energetice care
au loc intr-un organism viu se afla in stransa
interdependenta si sunt supuse unor mecanisme de reglare
si control metabolic ce inceteaza odata cu sacrificarea
animalului. Totusi, structurile caracteristice, inclusiv cele ale
muschiului viu, continua sa functioneze un timp datorita
mecanismelor homeostatice care incearca sa mentina viata.
Aceste mecanisme functioneaza in anumite conditii de pH,
temperatura, concentratie de oxigen si aport de energie.
Dupa sacrificarea animalului si exanguinare, in muschi
se produc o serie de transformari deoarece scade presiunea
sangvina, creste ritmul cardiac, se produce o vasoconstrictie
periferica, mecanismele de termoreglare nu mai
funclioneaza, sunt perturbate toate mecanismele
homeostatice. Aportul de substante nutritive si eliminareaproduselor de metabolism sunt stopate. Creste
susceptibilitatea fata de atacuri microbiene.
Procesele biochimice evolueaza in sensul degradarii
biomoleculelor si simplificarii structurilor moleculare
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
2/22
Intreruperea circulatiei sangvine suprima aportul de
oxigen. Respiratia tisulara
continua scurt timp, pana la epuizarea oxigenului fixat de
mioglobina Absenta oxigenarii are ca efect sistareaproceselor aerobe (transformarea aeroba a acidului piruvic
pe calea ciclului krebs cuplat cu lantul respiratiei celulare si
cu fosforilarea oxidativa, regenerarea de ATP). Degradarea
grucozei se face pe cale anaeroba pana la acid lactic (produs
final) care se depune sub forma de filamente pe fibrele de
actina si miozina.Acumularea acidului lactic in carne are ca efect
scaderea valorii pH-ului - acidifierea acesteia.
Cantitatea mica de energie generata.pe calea glicolizei
anaerobe este suficienta doar pentru mentinerea integritatii
structurale si a temperaturii muschiului, deoarece se
elibereaza, numai sub forma de caldura. Aceasta caldura,
asociata cu cea rezultata prin scindarea ATP, creste
semnificativ viteza glicolizei, afectand mersul proceselor
biochimice din came. Modificarile biochimice care se produc
dupa sacrificarea animalului induc transformari care
imbunatatesc calitatile organoleptice si cresc calitatea carnii.
Pentru obtinerea carnurilor de calitate se impune franarea
glicolizei, prin inhibarea activitatii enzimelor glicolitice in
conditii de racire puternica, precum si scurtarea intervalului
de tirnp dintre sacrificare si refrigerare.
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
3/22
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
4/22
Rigiditatea musculara este caracterizata de pierderea
elasticitatii si indurarea tesutului muscular, datorate
contractiei muschilor din intregul organism. In acesteconditii, deplasarea axelor osoase ale animalului devine
dificila. Instalarea rigiditatii este conditionata de urmatorii
parametri:
Integritatea muschiului. La muschii puternici,
rigiditatea se instaleaza dupa un interval mai mare de timp.
Muschii vigurosi supusi unui efort intra in rigiditate mairapid, deoarece in momentul sacrificarii contin deja o
cantitate mare de acid lactic, dar si rezerve de glicogen,
respectiv, glucoza. Rigiditatea este puternica si are o durata
normala.
ln cazul vanatului fugarit. rnuschii intra in rigiditate rapid,
uneori instantaneu (rigiditate cataleptica sau spasm
cadaveric).
Temperatura conditioneaza prielnic acest stadiu. Spre
exemplu, la 15oC, rigiditatea se instaleaza complet dupa 19-
24 ore post-sacrificare. Temperaturile ridicate favorizeaza
instalarea rapida a rigiditatii.
Specia. Timpul dupa care se instaleaza rigiditatea
musculara difera de la specie la specie. Astfel, la bovine.
instalarea rigiditatii vara, survine dupa 1-2 ore de 1a
sacrificare, iar la ovine, in aceleasi conditii, dupa 2-5 ore.
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
5/22
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
6/22
a) Degradarea compusilor macroergici si a glicogenului
muscular
Dupa sacrificarea animalului si exanguinare, datorita
intreruperii aprovizionarii cu oxigen a muschiului, sintezaATP pe calea glicolizei aerobe (ciclul Krebs cuplat cu
respiratia celulara si fosforilarea oxidativa) nu mai este
posibila. In aceste conditii, ATP continut sa fie regenerat prin
reciclare pe contul creatinfosfatului din muschi pana la
epuizarea acestuia si apoi pe calea glicolizei anaerobe.
Sinteza de ATP pe calea glicolizei anaerobe este un
proces mult mai lent comparativ cu degradarea lui
hidrolitica, catalizata de ATP-aza:
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
7/22
Ca urmare, dupa epuizarea creatinfosfatului,
concentratia de ATP din muschi scade pe masura ce el se
degradeaza.
Acidul lactic rezultat pe calea glicolizei anaerobe seacumuleaza in muschi.
b) Modificarea valorii pH-ului, a activitatii ATP-azice si a
concentratiei ionilor de calciu din reticulul sarcoplasmatic
Acumularea acidului lactic in muschi ca urmare a
glicolizei anaerobe determina scaderea pH-ului de lavaloarea 7 -7,2, caracteristica momentului sacrificarii, pana
la o valoare de 5,4-5,5 numita pH ultim sau final.
Pentru desfasurarea proceselor biochimice din carne,
este esentiala activitatea enzimelor glicolitice si a ATP-azei.
Viteza si intensitatea degradarii ATP-ului si glucozei sunt
conditionate de activitatea acestor enzime care depinde de
temperatura carnii, cantitatea de acid lactic acumulat in
muschi post-mortem (pH) si de rezervele de glicogen,
respectiv, glucoza si ATP existente in muschi in momentul
sacrificarii animalului.
La valori scazute ale pH-ului (5,4-5,5) activitatea ATP-
azelor sarcoplasmatice este inhibata si ionii de calciu sunt
eliberati din reticulul sarcoplasmatic. O concentratie a ionilor
de calciu de 106 M declanseaza activitatea ATP-azica a
miozinei.
c) Formarea complexului actomiozinic
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
8/22
Imediat dupa sacrificare, rezerva de ATP din muschi
este suficienta pentru disocierea complexului actomiozinic in
actina si mioza mentinandu-se elasticitatea tesutului
muscular.pH-ul izoelectric al miozei este aproximativ 5,4, iar cel
al actinei este aproximativ 4,7. La pH ultim (5,4), miozina va
pune in libertate ioni OH si se va incarca electropozitiv, iar
actina va elibera ioni H- , incarcandu-se electronegativ:
Intre cele doua proteine miofibriliare cu sarcini electrice
de sens opus vor actiona forte de atractie, rezultand
complexul actomiozinic rigid
Epuizarea rezervelor de ATP si imposibilitatea ca ionii
de calciu sa fie recaptati in reticulul sarcoplasmatic
impiedica disocierea complexului actomiozinic responsabil
de rigiditatea si intarirea muschiului.
d) Formorea de amoniac
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
9/22
Pe parcursul instalarii rigiditatii, o serie de substante
azotate neproteice, in principal nucleotide (adenozintrifosfat
- ATP, guanozintrifosfat- GTP, nicotinamid adenin-dinucleotid
- NAD), aminoacizi liberi si amine biogene se degradeaza,,rezultand ca produs final amoniacul.
Transformari fizico-chimice
Pe parcursul stadiului de rigiditate apar o serie de
modificari fizico-chimice care afecteaza hidratarea carnii,
capacitatea de retinere a apei, potentialul redox, lungimeasarcomerului si extensibilitatea muschiului.
a) Capacitatea de retinere a apei si potentialul redox
Capacitatea de retinere a apei se defineste ca fiind
proprietatea carnii de a retine apa chiar in conditiile actiunii
defavorizante exercitate de factori externi (presiune,temperatura, tocare etc.).
Apa este retinuta in carne datorita unor interactiuni
care permit asocierea cu proteinele miofibrilare. ln functie de
tipul acestor interactiuni, se defineste:
Apa libera retinuta la suprafata macromoleculelor
proteice de forte relativ slabe (de capilaritate). Reprezinta
circa 10 % din apa totala si poate fi separata prin congelare.
Apa legata sau imobilizata de macromoleculele
proteice prin forte slabe de tip van der Waals, ion-dipol sau
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
10/22
dipol-dipol. Reprezinta aproximativ 4% din apa totala si prin
congelare poate fi separata partial.
Apa de constitutie, legata prin legaturi de hidrogen
de diferitele grupari functionale grefate pe macromoleculeleproteice (-OH, -COOH, -NH2 etc.). ln acest caz, moleculele de
apa au rol structural si nu pot fi indepartate nici prin
procedee energice (mecanice, termice). Reprezinta 4-5% din
apa totala.
Imediat dupa sacrificarea animalului, capacitatea deretinere a apei de catre tesutul muscular este foarte mare,
apoi scade, atingand valoarea minima dupa 24 pana la 48
ore. Aceasta evolutie este determinata de pH si de
concentiatia unor ioni (Ca2+, K- , Na+).
Valoarea pH-ului din muschi in momentul sacrificarii
este de 7-7,1, mult diferita de pH-ul izoelectric (5-5,1) la
care sarcina electrica a moleculelor proteice tinde catre zero.
ln aceste conditii, se manifesta forte de respingere
electrostatica care determina marirea spatiilor
intermoleculare din miofibrile si favorizeaza retinerea
moleculelor de apa. Odata cu instalarea rigiditatii din cauza
glicolizei anaerobe si, respectiv, formarii de acid lactic, pH-ul
scade pana la valoarea dee 5-5,1 (pHi) cand numarul
gruparilor incarcate electropozitiv este aproximativ egal cu
cel al gnrparilor incarcate electronegativ. Datorita fortelor
de atractie. numarul gruparilor reactive 1a nivelul
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
11/22
miofibrilelor scade, muschiul capata o structura inchisa",
care nu favorizeaza retinerea apei.
Stadiul de rigiditate este caracterizat si de eliberarea
ionilor de calciu din reticulul sarcoplasmatic, care ajung prindifuziune la proteinele miofibrilare, se leaga de grupari
reactive si blocheaza accesul moleculelor de apa, diminuand
capacitatea de retinere. Ionii de calciu nu pot urma calea
iuversa spre reticulul sarcoplasmatic, deoarece ATP,
furnizorul energiei necesare acestui proces, este epuizat.
Capacitatea de retinere a apei este influentata atat deionii de potasiu care se gasesc in interiorul fibrei musculare
(localizare intracelulara), cat si de ionii de sodiu din lichidul
extracelular. La inceputul stadiului de rigiditate, (0-24 h),
ionii de potasiu migreaza in lichidul extracelular. iar ionii de
sodiu patrund in interiorul fibrei. Ulterior (24 h-48 h),
deplasarea ionilor se face invers, ionii de potasiu revenind in
interioru1 fibrei.
b) Potentialul redox al tesutului muscular scade pe
masura ce rigiditatea avanseaza
c) Modificari ale extensibilitatii si elasticitatii lungimii
sarcomerului
Pe parcursul stadiului de rigiditate, lungimea,
extensibilitatea si elasticitatea sarcomerului se reduc.
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
12/22
Aceasta se explica prin epuizarea rezervelor de ATP care iu
mod normal asigura glisarea filamentelor subtiri de actina
de-a lungul filamentelor groase de miozina. Ca urmare, se
formeaza legaturi transversale rigide intre cele doua tipuride filamente.
Gradul de rigiditate creste odata cu instalarea rigiditatii
si variaza invers cu temperatura de pastrare a carnii.
In stadiul de rigiditate, carnea este tare, aspra, fara
suculenta si aroma, cu capacitate de hidratare si retinere a
apei practic nula. Nu se preteaza la prelucrare tehnologica,.De asemenea, in acest stadiu, procesele de alterare sunt
absente, deoarece conditiile instalarii rigiditatii exclud
dezvoltarea microbiana.
Stadiul de maturare
Stadiul de rigiditate musculara este urmat de maturare.
Pe parcursul acestui proces, care evolueaza treptat
musculatura redevine extensibila, parametrii sai senzoriali
imbunatatindu-se.
Timpul de maturare este functie de temperatura de
conservare si variaza intre durata optima de 21 zile la 2o C
pana la 12 ore la 25o C.
Parametrii senzoriali ai carnii (textura, consistenta.
suculenta, aroma, culoarea) depind de specie, rasa, sex,
varsta, tipul de muschi, alimentatie, starea de sanatate si
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
13/22
ingrasare etc. Acesti parametri se modifica din cauza unor
reactii chimice si biochimice care au loc pe parcursul
procesului de maturare.
Proteinele structurale ale muschiului, proteinelemiofibrilare si colagenul determina, textura carnii.
Consistenta carnii depinde de starea muschiului, de
structura sa morfologica, dar si de stadiul modificarilor
biochimice care se produc post-sacrificare.
Suculenta carnii este influentata de continutul total de
apa, de capacitatea de retinere a apei, valoarea pH-ului si decantitatea de lipide intramusculare.
Fragezimea carnii poate fi datorata modificarilor din
structura proteinelor fibrilare, componente ale tesutului
conjunctiv, modificarii continutului de colagen si elastina,
hidratarii colagenului, modificarilor in concentratia unor ioni
(preponderent la inceputul maturarii cand proteinele
musculare retin cationii de potasiu si anionii fosforici,
eliberand cationi de sodiu, calciu si magneziu), eliberarii
unor glicozaminoglicani la nivelul tesutului conjunctiv cu
efect asupra cantitatii de apa retinuta in carne etc. De
asemenea, imposibilitatea de interactiune a actinei cu
miozina sau disocierea complexului actomiozinic au rol in
procesul de fragezire.
Daca nivelul concentratiei de ATP ajunge la 1/6 -1/3 din
cel existent imediat dupa sacrificarea animalului,
actomiozina poate fi scindata in cele doua componente, ceea
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
14/22
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
15/22
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
16/22
2. Proteazele lizozomiale sunt reprezentate de
catepsine (B, D, L, H). Catepsina D, cea mai activa,
catalizeaza proteoliza actinei si miozinei.Aproxirnativ 50% din activitatea proteolitica a
catepsinelor este datorata celor de tip B si L. Catepsinele
(endopeptidaze) catalizeaza scindarea legaturilor peptidice
din interiorul lanturilor polipeptidice cu formarea de
oligopeptide. Simplificarea structurii proteinelor este un
factor esential pentru fragezirea carnii.pH-ul optim de actiune al catepsinelor este de 4,6. Prin
urmare, acidifierea tesutului muscular post-sacrificare, din
cauza formarii de acid lactic (produs final al glicolizei
anaerobe) si acid fosforic rezultat prin degradarea ATP, va
mari viteza reactiilor catalizate de catepsine
Scaderea pH-ului are ca efect deteriorarea
membranelor lizozomiale si scaderea permeabilitatii 1or,
ceea ce permite enzimelor lizozomiale sa actioneze in afara
lizozomilor. Cand ajung in spatiul extracelular, catepsinele
impreuna cu glicozidazele lizozomiale catalizeaza reactiile de
degradare ale tesutului conjunctiv.
Acidifierea rapida a carcaselor la temperaturi de 10-
12oC, timp de 8-10 ore, asigura activitatea optima a
calpainelor si catepsinelor.
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
17/22
3. Sistemul multifunctional reptezinta un complex
enzimatic localizat in sarcoplasma, format din proteaze
(prosom, macropain, proteozom) cu masa moliculara mare si
structura cuaternara complexa. Acest sistem catalizeaza,reactiile de degradare a proteinelor sarcoplasmatice, este
activat de ATP si are pH-ul optim de actiune situat in
intervalul 7-9.
Procesele fizico-chimice care intervin in frigezirea carnii
sunt legate de osmoza, adica de difuzia moleculelor de apa
(solvent) prin porii membranelor celulare semipermeabilecare separa spatiul intracelular de cel extracelular. Cele
doua spatii contin solutii de concentratii diferite. Difuzia se
face de la solutia mai diluata din interiorul celulei spre
solutia mai concentratia din spatiul extracelular. Presiunea
osmotica () reprezinta presiunea care trebuie aplicata din
exterior pentru a impiedica trecerea moleculelor
dizolvantului prin porii membranei semipermeabile.
Odata cu instalarea rigiditatii si pe tot parcursul
maturarii, datorita proceselor de proteoliza si glicoliza
anaeroba concentratiile de acid lactic, peptidee, aminoacizi
si diferiti ioni din sarcoplasma cresc. Ca urmare, presiunea
osmotica exercitata din spatiul extracelular pentru a
impiedica trecerea moleculelor de solvent prin porii
membranei semipermeabile, in spaliul intracelular, creste de
la valoarea fiziologica de 270-300 mOsmoli pana 1a 500-600
mOsmoli.
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
18/22
Cresterea presiunii osmotice, corelata cu actiunea
proteazelor. are ca rezultat fragezirea carnii datorita
deprecierii caracterului contractil al fibrei musculare prin
slabirea liniei Z si a interactiunii actina/miozina ca urmare adegradarii -conectinei.
Aroma si gustul carnii se intensifica pe parcursul
procesului de maturare.
Gustul carnii crude este datorat sangelui rezidual, unor
compusi extractibili azotati si neazotati (oligopeptide,
aminoacizi produsi de degradare ai nucleotidelor, glucoza,glucozamina, fructoza, riboza etc.).
Aroma carnii, datorata acumularii de eteri, aldehide
purinice volatile, baze (adenina, guanina), hipoxantina, acid
glutamic si acid inozitic, incepe sa se formeze dupa a doua zi
de maturare.
Culoarea carnii este definita prin nuanta, intensitate si
luminozitate.
Nuanta culorii, care variaza de la roz pal la rosu viu sau
rosu inchis, este datorata mioglobinei, hemoglobinei
reziduale si radiatiilor luminoase reflectate de suprafata
carnii.
In timpul maturarii, mioglobina din tesutul muscular si
hemoglobina din sangele rezidual sufera procese de
oxidoreducere la nivelul atomului de fier din hem. Sub
actiunea oxigenului atmosferic in conditiile unui pH de 5.4-
5,5, specific stadiului de maturare, se poate produce
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
19/22
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
20/22
Raportul dintre mioglobin, oximioglobin i
metmioglobin determin culoarea crnii proaspete.
Maturarea crnii implic procese biochimice i fizico-
chimice care fac carnea apt pentru consum i prelucrare
tehnologic, dar creeaz i conditii pentru dezvoltarea florei
microbiene de putrefacie.
Fezandarea
Fezandarea este specific pentru carnea de vnat, dar
i pentru alte tipuri de carne cu esut muscular foarte dens.
Reprezint un proces de .,maturare excesiv", la care
particip i microorganisme de putrefacie.
Deoarece se desfoar pe o perioad mai mare de
timp, fezandarea asigur att scindarea macromoleculelor
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
21/22
proteice n fragmente mai mici uor asimilabile, ct i
obinerea unei frgezimi i arome optime.
Prin fezandare, carnea devine moale, foarte fraged i
capt o culoare brun-cenuiu sau negru-rocat.Fezandarea nu poate fi delimitat net de putrefacia
incipient. Din acest motiv, procedeul nu se aplic pe scar
industrial. Comercializarea crnurilor fezandate nu este
permis.
Carnea PSEStarea PSE definete o came pal, moale i exudativ.
Este determinat, de sciderea valorii pH-ului, sciderea
capacitii de reinere a apei i creterea difuziei luminii pe
supralat.
Dup sacrificarea animalului, pH-ul cmii scade datorit
acumulrii de acid lactic. La atingerea pH-ului izoelectricnumrul gruprilor reactive libere aparinnd moleculelor de
proteine miofibrilare, care leag moleculele de ap, se
reduce considerabil. Ca urmare, capacitatea de reinere a
apei scade, miofibrilele i reduc volumul i miofilamentele
se apropie unele de altele.
Dup consumarea ATP-ului din fibrele musculare, apa
cerular prisete membranele miofibrilare i se regsete n
exsudatul din carne. La muchiul normal, eliminarea apei din
spaiile interfibrilare este de 0,7 % n timp ce la muchiul
PSE crete, atingnd 1,70%.
7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor
22/22
Textura moale caracteristic strii PSE este datorat
att umplerii spaiilor interfibrilare cu exudat, fapt care
nlesnete separarea fibrelor musculare, ct i detarii
capetelor moleculelor de miozin evideniat prin difraciecu raze X.
Proteinele sarcoplasmatice, din carnea de porc n stare
PSE avansat, precipit.
n apropierea pH-ului izoelectric, miofibrilele ating
birefrigena maxim, capacitatea de a reflecta lumina direct
scade i astfel carnea devine pal.