transformarea muŞchiului

40
TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI ÎN CARNE

Upload: mihale-cornelia

Post on 24-Dec-2015

79 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

Muschiul . Transformari

TRANSCRIPT

Page 1: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

ÎN CARNE

Page 2: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

HOMEOSTAZIA

Definită ca fiind sistemul de menţinere a organismului în viaţă prin echilibrarea mediului intern

Este un sistem de verificare şi echilibrare organismului, care funcţionează în anumite condiţii fiziologice de pH, temperatură, concentraţie de oxigen şi aport energetic şi este reglat de sistemul nervos

Rolul homeostaziei este deosebit de important întrucât:

• totalitatea reacţiilor şi modificărlor biochimice ale transformării muşchiului în carne sunt rezultatul homeostaziei;

• condiţiile dinainte de tăiere pot influenţa transformările post- mortem şi implicit calitatea cărnii prin prisma homeostaziei.

Page 3: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Secvenţa etapelor de după tăierea animalului

Tăierea animalului ↓

Exsanguinare ↓

Reducerea presiunii sanguine (în încercarea de menţinere a presiunii sanguine şi de asigurare a aportului sanguin organelor vitale)

↓ Accelerarea ritmului cardiac

Vasoconstricţia periferică ↓

Stoparea aportului de nutrienţi şi oxigen precum şi a eliminării produşilor de metabolism Creşte temperatura carcaselor datorită invalidării mecanismelor de termoreglare

↓ Mioglobina reţine o cantitate redusă de oxigen, suficientă doar pentru o scurtă perioadă

↓ Se trece la metabolismul anaerob soldat cu producţia de acid lactic

Page 4: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

continuare

↓ Cantitatea de energie produsă devine insuficientă, capabilă doar să menţină

integritatea structurală şi temperatura ↓

Acidul lactic produs în urma metabolismului anaerob nu poate fi eliminat şi se depozitează în muşchi

↓ Scade pH-ul

(pH-ul final depinde de cantitatea de glicogen din muşchi în momentul exsanguinării)

↓ Decad toate mecanismele homeostatice, inclusiv cele de apărare împotriva

microorganismelor ↓

Muşchiul devine susceptibil de invazie microbiană

Page 5: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Din analiza secvenţelor prezentate rezultă clar faptul că atât scăderea pH-ului cât şi creşterea temperaturii sunt rezultatul aceloraşi fenomene.

Acest punct critic apărut pe parcursul transformării muşchiului în carne, dacă nu este corespunzător supravegheat, poate conduce la grave deprecieri ale calităţii cărnii.

Astfel, scăderea continuă a pH-ului va activa catepsinele şi astfel va declanşa proteoliza.

În mod normal, pH-ul trebuie să scadă de la 7,0 până la 5,6- 5,7 în 6- 8 ore după tăierea animalului, ajungându-se la pH-ul ultim (5,3- 5,7) în 24 de ore post- mortem. La unele animale pH-ul poate rămâne la valori de 6,5- 6,8 în prima oră după exsanguinare.

Page 6: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Acumularea precoce a acidului lactic este însoţită de creşterea temperaturii carcasei, ceea ce determină denaturarea proteinelor.

Nivelul denaturării proteice este influenţat de specie, suinele fiind mult mai susceptibile comparativ cu bovinele. Denaturarea proteinelor va determina:

• scăderea solubilităţii acestora • pierderea capacităţii de reţinere a apei • reducerea intensităţii culorii pigmentului muscular Cumularea acestor trei efecte se materializează prin apariţia

cărnii PSE (pale, soft, exsudative), de culoare deschisă, cu suprafaţa foarte umedă şi cu capacitate limitată de procesare.

Page 7: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Mecanismele rigidităţii musculare Stadiile parcurse de ţesutul muscular în procesul de transformare a

acestuia în carne sunt următoarele:

• stadiul de prerigiditate

• stadiul de rigiditate

• stadiul de maturare

Primul stadiu începe imediat după abatorizarea animalului. Prin întreruperea circulaţiei sanguine structurile vii ale muşchiului continuă să funcţioneze pentru un anumit timp în vederea obţinerii homeostaziei.

Post-mortem, activitatea reflexă a animalului favorizează contracţia grupelor musculare, caracteristică acestui stadiu şi desfăşurată atâta timp cât încă mai funcţionează sistemul nervos (20- 30 minute la taurine).

Page 8: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Prerigiditatea Stadiul de prerigiditate (prerigor mortis) care intervine după sângerare, când în

ţesutul muscular se instalează anoxia (pe suprafaţa cărnii se observă cpntracţii fibrilare puternice, mai ales la muşchii pielii, contracţii care scad în intensitate şi frecvenţă pe parcursul răcirii carcasei).

Prerigiditatea durează câteva ore, în funcţie de o serie de factori:

• specia de animale sau provenienţa cărnii (bovine, bubaline, ovine, porcine, caprine, găini, curci, gâşte, raţe)

• pH-ul cărnii în momentul tăierii animalului

• factori climatici (temperatură, umiditate)

• starea de sănătate şi oboseală a animalelor

• conţinutul cărnii în compuşi macroergici (ATP, PC)

În această etapă, carnea nu lasă exsudat la presare, fiind moale şi cu un pH mai redus (scade de la 7,0- 7,2 cât este în timpul vieţii, spre 6,4), este fadă, fără frăgezime şi suculenţă.

Page 9: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

La sfârşitul stadiului de prerigiditate (cca. 3 ore de la tăierea animalului), după epuizarea rezervelor energetice şi de oxigen ale ţesutului muscular, se instalează progresiv rigiditatea musculară.

Aceasta se caracterizează prin indurarea ţesutului muscular (care devine inextensibil) şi prin dificultatea deplasării axelor osoase ale animalelor în această stare.

Starea de rigiditate se instalează complet după 1- 3 până la 24 de ore de la tăiere, dacă temperatura de păstrare este de ≈ 15˚C.

Rigiditatea musculară este rezultanta a două importante caracteristici:

• scăderea pH-ului, deci acidifierea ţesutului muscular;

• contracţia fibrelor musculare

Page 10: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Acidifierea ţesutului muscular

este în mare măsură datorată reciclării ATP-ului. Viteza de acidifiere variază în funcţie de viteza de refosforilare a ATP.

După moarte animalului, acest mecanism de regenerare ATP este asigurat atâta vreme cât permit rezervele de fosfocreatină şi glicogen şi cât timp scăderea pH-ului nu inhibă calea glicolitică.

La întreruperea alimentării cu oxigen a muşchiului, datorită sângerării, scade potenţialul redox al ţesutului muscular. Calea de sinteză a ATP-ului prin Ciclul Krebs şi fosforilarea oxidativă sunt anulate şi în aceste condiţii ATP-ul este încă sintetizat pe seama fosfocreatinei, apoi pe calea glicolizei, însă această sinteză este mult mai lentă decât hidroliza ATP-ului de către ATP-ază.

Amplitudinea scăderii pH-ului depinde deci de rezervele energetice ale ţesutului muscular.

Page 11: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Contracţia celulelor musculare

este declanşată de un influx nervos la animalul viu, după tăierea acestuia bazându-se pe fenomene chimice. Imediat după tăiere, muşchiul deţine o rezervă de ATP suficientă pentru disocierea actinei şi miozinei, menţinând astfel elasticitatea ţesutului muscular.

Hidroliza moleculelor de ATP impune înlocuirea acestora cu molecule noi provenite din glicoliza anaerobă (datorită întreruperii afluxului de oxigen după exsanguinare), această înlocuire provocând acidifierea ţesutului muscular. Scăderea pH-ului inhibă ATP-azele sarcoplasmatice provocând fuga calciului în reticulul sarcoplasmatic. Când concentraţia de Ca2+ atinge 10- 6 M, începe activitatea ATP-azică a miozinei, formarea complexului actină- miozină şi contracţia fibrei musculare.

Rezervele energetice ale muşchilor (ATP, PC, glicogen) sunt puţin câte puţin consumate iar creşterea acidifierii inhibă enzimele glicolizei anaerobe. Se atinge pH-ul ultim (5,5) la care complexele actină- miozină sunt majoritare şi la care ATP-ul a fost consumat: se instalează rigiditatea musculară.

Page 12: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Rigiditatea musculară Starea de rigiditate musculară se identifică în principal prin

următoarele: • muşchii sunt înţepeniţi • legătura apă- proteină diminuează • pH-ul scade la 5,4 prin transformarea glicogenului în acid lactic Durata rigidităţii este condiţionată de numeroase cauze, dar cele

mai importante sunt: • activitatea sistemului enzimatic implicat în hidroliză şi resinteza

ATP-ului • conţinutul în ATP, fosfocreatină şi glicogen la sacrificarea

animalului • temperatura de păstrare a cărnii

Page 13: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

continuare

Rigiditatea parcurge 2 trepte: • începerea (când structura chimică a proteinelor miofibrilare nu este

alterată) • menţinerea rigidităţii urmată de rezoluţia rigidităţii Transformările biochimice care au loc în ţesutul muscular în acest stadiu

sunt: • degradarea compuşilor macroergici şi a glicogenului (în prima etapă,

ATP-ul se sintetizează eficace şi se menţine pe seama fosfocreatinei şi în a doua etapă se diminuează nivelul ATP-ului la 10% din cauza epuizării fosfocreatinei)

• viteza şi amplitudinea scăderii pH-ului: reducerea pH-ului este direct proporţională cu activitatea de hidroliză a ATP-ului fiind determinată de capacitatea tampon a ţesutului muscular şi de rezervele de glicogen în momentul suprimării vieţii animalului; amplitudinea depinde de tipul de muşchi- cei cu contracţie rapidă/ metabolism glicolitic şi intermediar vor avea un pH mai redus (5,4- 5,7) faţă de cei cu contracţie lentă/ metabolism oxidativ (pH- 6,0)

Page 14: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

continuare • formarea complexului acto-miozinic: dispariţia progresivă a ATP-ului

este asociată cu starea de contracţie prin formarea de actomiozină • modificarea capacităţii de reţinere a apei (în muşchi, apa este legată în

proporţie de 50% de proteinele miofibrilare, existând şi apă liberă care este imobilizată în structura miofibrilară şi reţinută prin forţe capilare). Capacitatea de reţinere a apei afectează numai apa liberă în funcţie de pH-ul atinc de carne (scăderea acestuia determină reducerea volumului miofibrilar cu 40%)

Rigiditatea nu se instalează simultan în toată musculatura (începe cu trenul anterior şi progresează treptat către cel posterior) fiind dată de activitatea muşchilor din timpul vieţii- generată de valoarea rezervelor energetice (dependentă de glicogen şi glucoză), de intensitatea şi viteza glicolizei, de cantitatea de acid lactic acumulat şi de viteza de scădere a pH-ului.

În condiţii normale, rigiditatea se instalează la 3-5 ore de la sacrificare şi durează 24 de ore.

Page 15: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Factorii de variaţie ai rigidităţii musculare • starea de sănătate şi de oboseală a animalelor (la cele brutalizate sau

la cele cu stare de intoxicaţie rigiditatea se instalează mai repede)

• rezervele de glicogen- glucoză şi de ATP în momentul suprimării vieţii animalului (ATP în cantitate abundentă blochează glicoliza şi invers)

• integritatea proteinelor miofibrilare (stimulează instalarea rigidităţii) • cantitatea de acid lactic în masa musculară în momentul sacrificării • evoluţia pH-ului după sacrificarea animalului (se manifestă tendinţa

de scădere a pH-ului care favorizează instalarea rigidităţii prin creşterea atracţiei dintre actină şi miozină)

• timpul şi temperatura de conservare a cărnii (carnea congelată după obţinere şi decongelată după un oarecare timp nu permite instalarea rigidităţii)

Page 16: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Modificări în rigiditatea musculară

• fibrele musculare sunt distincte iar unele dintre ele prezintă noduli, încreţituri, răsucituri

• scăderea cantităţii de fosfocreatină şi ATP asociată cu producerea de amoniac

• imposibilitatea dezvoltării microflorei, fiind exclusă alterarea cărnii, pH-ul scăzut asigurând o bună conservare

• carnea are însuşiri organoleptice specifice nedorite care o fac neconsumabilă (este tare, lipsită de suculenţă şi aromă)

• capacitatea de reţinere a apei scade rapid

Page 17: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Maturarea cărnii

Reprezintă autodigestia diastazică normală a cărnii şi are loc imediat după dispariţia rigidităţii. Este caracterizată prin viteză şi intensitate, parametri care sunt influenţaţi de factori biologici şi tehnologici.

Începe la 24 de ore după tăierea animalului având o durată variabilă în funcţie de temperatura de conservare:

• 3 săptămâni la 2˚C (cea mai bună metodă de maturare) • o săptămână la 6˚C • 2 zile la 15˚C Metoda cea mai bună este conservarea prin frig, în camere speciale la

temperatura de 2˚C deoarece în aceste condiţii nu se dezvoltă microorganismele asigurându-se salubritatea cărnii.

Maturarea se caracterizează prin îmbunătăţirea principalelor caracteristici senzoriale ale cărnii: frăgezime, consistenţă, suculenţă, aromă (gust şi miros), culoare.

Page 18: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Mecanismele maturării cărnii La baza maturării cărnii stau 2 mecanisme: enzimatic şi fizico-

chimic. Acestea acţionează sinergic şi sunt influenţate de temperatura de păstrare a cărnii.

Mecanismul enzimatic: implică participarea enzimelor proteolitice intracelulare, care pot fi:

• proteinazele neutre activate de calciu, denumite şi calpaine • proteaze lizozomiale (catepsinele B, D, H, L) • proteinaze cunoscute sub denumirea de prosom, proteasom,

macropain, respectiv complex multifuncţional (multicatalelic) În general, acţiunea calpainelor este dependentă de pH, prezenţa

ionilor de Ca şi a inhibitorilor; acţiunea catepsinelor este condiţionată de eliberarea lor din lizozomi; acţiunea sistemului multifuncţional este dependentă de pH şi prezenţa inhibitorilor.

Page 19: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Proteinazele neutre activate de Ca2+ Sunt cunoscute sub denumirea de CALPAINE fiind formate din două enzime

principale: • calpaina I (μ- calpaina) care necesită 50- 100 μM Ca2+ pentru activitatea sa

maximă • calpaina II (m- calpaina) care necesită 1- 2 mM Ca2+ pentru activitatea sa

maximă Aceste enzime au localizare sarcoplasmatică fiind activate de ionii de calciu şi

inhibate de calpastatină. După tăierea animalului, când se reduce nivelul de ATP şi scade valoarea de pH,

are loc eliberarea ionilor de calciu din reticulul sarcoplasmic şi din mitocondrii, care se acumulează în sarcoplasmă la niveluri care promovează activarea calpainelor.

Calpainele activate se pot complexa pe inhibitorul calpastatină, complexare dependentă de pH. La pH=7 aproximativ 85% din calpaine sunt complexate pe inhibitorul calpastatină iar pe măsură ce scade pH-ul, complexarea se reduce (la pH=5,5 se complexează numai 3% din nivelul iniţial de calpaine).

Page 20: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Calpaine- continuare

Rezultă astfel că în timpul transformării muşchiului în carne, proporţia de calpaine libere activate creşte de la 15- 97% din totalul de calpaine activate.

Calpainele libere activate pot hidroliza inhibitorul (calpastatina) care astfel îşi pierde capacitatea de complexare. Calpainele libere, prin acţiunea lor asupra sistemului miofibrilar şi a proteinelor sarcoplasmatice, contribuie la frăgezirea cărnii.

pH-ul optim de acţiune al calpainelor este >6,5 astfel încât aceste enzime au acţiune proteolitică în primele ore postsacrificare a cărnii cu acidifiere normală, acţionând mai eficient în cazul cărnii DFD.

Calpainele degradează troponina T, desmina (localizată circular la discul Z) şi mai puţin actinina, troponina I şi α- conectina.

Page 21: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Proteazele lizozomiale

sunt localizate în lizozomi şi au activitate maximă la pH=4- 6, fiind reprezentate de CATEPSINELE B, D, H, L.

Cea mai activă este catepsina D atât faţă de miozină, cât şi faţă de actină.

Catepsinele B, L, H slăbesc ţesutul conjunctiv atunci când ajung în spaţiul extracelular.

Glicozidazele lizozomiale facilitează acţiunea catepsinelor în degradarea componentelor fundamentale ale ţesutului conjunctiv.

Activitatea catepsinelor B şi L reprezintă ≈ 50% din activitatea totală a catepsinelor şi există întotdeauna un exces de catepsine faţă de inhibitori.

Page 22: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Sistemul multifuncţional (proteozom, macropain, prosom)

este format din enzime cu masă moleculară mare, cu structură cuaternară complexă formată din subunităţi cu masă moleculară mică, neidentice (8- 10).

Acest sistem este activat de ATP şi degradează în principal proteinele sarcoplasmatice, optimul de activitate fiind la pH= 7- 8.

Fiind vorba de procese enzimatice, desfăşurarea acestora este major influenţată de temperatură.

Ceilalţi factori care intervin în maturarea cărnii sunt mult mai puţin importanţi: temperatura este de 10 ori mai importantă decât tipul de muşchi şi de 32 de ori mai importantă decât specia, rasa sau vârsta animalului.

Page 23: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Mecanismul fizico- chimic al maturării

Este controlat de presiunea osmotică a ţesutului muscular, care creşte de la valoarea fiziologică de 270- 300 mOsmoli până la 500- 600 mOsmoli, valoare atinsă în plină rigiditate şi care se menţine şi la maturarea cărnii.

Această creştere a presiunii osmotice este consecinţa acumulării în sarcoplasmă a substanţelor cu masă moleculară mică (ioni, peptide, aminoacizi, acid lactic).

S-a observat că există un sinergism între presiunea osmotică şi acţiunea proteinazelor. Există de asemenea o corelaţie între osmolaritate , tipul de muşchi şi viteza contracţiei musculare evidenţiată prin valoarea activităţii ATP-azice.

Astfel, sub acţiunea enzimelor proteolitice şi a presiunii osmotice se slăbeşte structura contractilă a fibrei musculare prin slăbirea liniei Z, slăbirea interacţiunii dintre actină şi miozină, prin degradarea α- conectinei, rezultatul fiind o îmbunătăţire a frăgezimii cărnii.

Page 24: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Modificări de maturare a cărnii Prin acţiunea combinată a celor 2 mecanisme la maturarea cărnii

au loc următoarele modificări:

• slăbirea structurii sarcomerului, mai ales la nivelul liniei Z

• degradarea redusă a actomiozinei în actină şi miozină • degradarea proteinelor sarcoplasmatice

• > capacităţii de hidratare şi a capacităţii de reţinere a apei prin > uşoară a pH-ului spre valori de 5,8- 6,2

• îmbunătăţirea caracteristicilor senzoriale ale cărnii: frăgezime, suculenţă, aromă (gust şi miros)

Page 25: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Transformări biochimice anormale ale cărnii În condiţiile depozitării necorespunzătoare a cărnii, se poate intensifica

activitatea enzimatică proprie ţesutului muscular sau se favorizează dezvoltarea microorganismelor care pot produce diferite tipuri de alterări.

Transformările biochimice anormale ale cărnii sunt: • autoliza • încingerea • alterarea Autoliza reprezintă un proces de maturare avansată, când datorită

enzimelor proprii (proteazelor) are loc o degradare mai profundă a proteinelor cu formare de peptone, polipeptide şi peptide precum şi o cantitate > de aminoacizi, uree şi amoniac comparativ cu maturarea normală.

Autoliza nu este un proces generator de substanţe toxice, însă înrăutăţeşte proprietăţile senzoriale ale cărnii şi favorizează alterarea acesteia.

Page 26: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Încingerea cărnii Reprezintă un proces complex în care predomină fermentarea acidă

provocată atât de enzimele glicolitice cât şi de cele secretate de bacteriile lactice, în special cele heterofermentative din genurile Leuconostoc (Leuconostoc mezenteroides) şi Lactobacillus (Lactobacillus brevis) care au şi proprietatea de a produce H2O2 .

Încingerea cărnii are loc în condiţiile în care carcasele grase sunt supuse răcirii lente, în încăperi cu o slabă circulaţie a aerului şi cu umiditate relativă mare. Având în vedere scăderea lentă a temperaturii în profunzimea cărnii se favorizează 3 procese:

• intensificarea glicogenolizei, care conduce la acumularea de acid lactic în cantităţi mai mari

• intensificarea dezvoltării bacteriilor lactice homo şi heterofermentative, care vor produce din glucidele existente în carne- acid lactic, acid acetic, CO2 şi etanol

• intensificarea proteolizei cu consecinţe negative asupra consistenţei cărnii.

Page 27: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

continuare Datorită H2O2 format, este afectat şi pigmentul cărnii (mioglobina) şi respectiv

hemoglobina reziduală. Se formează coleglobina prin fixarea unui OH la gruparea metenică din poziţia α a hemului, coleglobina având culoare cenuşie- verzuie. Prin oxidarea avansată a hemului se ajunge la deschiderea inelului tetrapirolic al hemului al hemului la gruparea α metenică şi se obţine verdohemoglobina.

Carnea încinsă se caracterizează prin următoarele:

• aspectul exterior al cărnii este asemănător cărnii fierte

• pe secţiune, carnea încinsă este umedă şi culoarea este cenuşie cu nuanţe de bronz şi chiar verde (în funcţie de conţinutul în coleglobină şi verdohemoglobină)

• rezistenţa este redusă la rupere, consistenţă moale din cauza slăbirii legăturii dintre fibrele musculare

• mirosul de acru- încins în care se simte prezenţa H2S

Page 28: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

continuare

În condiţiile în care carnea încinsă corespunde din punct de vedere bacteriologic, ea poate fi recondiţionată prin tăiere în felii şi menţinută în condiţii de refrigerare timp de 24 de ore.

Dacă mirosul de acid a dispărut şi carnea a căpătat aspect normal, aceasta poate fi utilizată la fabricarea preparatelor din carne, care se pasteurizează dar numai în cantităţi reduse.

De remarcat că procesul de încingere afectează mai mult carcasele de porc grase care sunt supuse răcirii lente.

Page 29: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Alterarea cărnii

Reprezintă transformările biochimice şi fizico- chimice provocate de microorganismele alterative care se dezvoltă foarte mult în condiţii de păstrare necorespunzătoare a cărnii (temperatură şi umiditate).

În general prin alterarea unui aliment se înţelege orice modificare a stării lui normale, inclusiv defectele (alter, lat.= altul).

Practic se observă numai modificarea însuşirilor senzoriale (organoleptice), alterarea exprimând numai o schimbare defavorabilă a acestor însuşiri. Din punct de vedere ştiinţific însă, trebuie avut în vedere că alterarea este adeseori însoţită sau curând urmată de reducerea sau chiar anularea valorii nutritive a produsului respectiv, care poate deveni dăunător sănătăţii.

Prin alterare se modifică proprietăţile organoleptice ale unui aliment sub acţiunea atât a enzimelor proprii cât şi mai ales a proliferării şi acţiunii enzimatice a microorganismelor ce se pot dezvolta pe aliment.

Page 30: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Cauzele procesului alterativ Fenomenul de alterare implică două grupe de cauze şi anume:

fizico- chimice şi biologice. Printre agenţii fizico- chimici care favorizează alterarea se numără

aerul, lumina şi temperatura, dintre aceştia, interesând în mod deosebit oxigenul, umiditatea şi razele calorice (acestea acţionează mai mult prin mărirea vitezei de acţiune a celorlalţi factori).

Factorii fizico- chimici acţionează asupra alimentelor în faza iniţială, acţiune exteriorizată prin modificarea discretă a proprietăţilor organoleptice ale acestora.

Factorii biologici provoacă modificări accentuate în însăşi compoziţia alimentelor, care pot duce chiar la anularea totală a valorii lor nutritive, făcându-le improprii consumului sau chiar nocive pentru sănătate prin produsele care apar în cursul procesului biochimic.

Page 31: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

continuare Factorii biologici care pot provoca alterarea sunt reprezentaţi de

microorganisme (bacterii, mucegaiuri, drojdii) precum şi de enzime endogene proprii produsului alimentar.

Fiecare grup de microorganisme provoacă un anumit gen de modificări: putrefacţie, mucegăire sau fermentaţie.

În procesul de putrefacţie sunt descompuşi toţi marii componenţi (substanţe proteice, glucide şi lipide) însă cele mai profunde transformări le suferă substanţele proteice.

Microorganismele folosesc materia organică drept hrană, ele iau din substratul alimentar carbonul organic şi azotul proteic din produşii aflaţi în diferite stadii ale procesului de dezintegrare a materiei organice, singurele forme sub care pot fi asimilate aceste elemente.

Page 32: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

continuare Microorganismele exercită acţiunea de degradare şi simplificare a materiei

organice cu ajutorul enzimelor caracteristice speciei şi corespunzătoare principiilor alimentare ce rezultă în urma proceselor de degradare.

Unele specii microbiene simplifică numai substanţa proteică, altele atacă în acelaşi timp şi ceilalţi constituenţi ai materiei organice (glucide, lipide) însă cu intensităţi mai reduse, în funcţie de echipamentul lor enzimatic. Intervine, uneori o specificitate destul de strictă, în sensul că unele microorganisme atacă numai substratul proteic: proteine complexe, proteine hidrolizate, peptone, polipeptide, aminoacizi.

Alterarea este începută de bacteriile aerobe, care consumă oxigenul din straturile superficiale ale cărnii şi încep solubilizarea proteinelor, pregătind astfel condiţiile necesare pentru dezvoltarea microflorei anaerobe.

De cele mai multe ori putrefacţia este produsă atât de bacterii aerobe cât şi de anaerobe.

În condiţii anaerobe, descompunerea putridă este mai lentă, însă cu formare de mai mulţi produşi toxici. În condiţii aerobe, descompunerea este mai violentă, cu formarea de compuşi minerali finali.

Page 33: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

continuare Odată cu dezvoltarea procesului putrific, compoziţia microflorei se schimbă

treptat: în faza iniţială predomină cocii, apoi bacilii, aceştia din urmă grăbind procesul de putrefacţie.

În carnea alterată, în timpul păstrării la temperatura de refrigerare (0- 4˚C) investigaţiile microbiologice relevă următoarele genuri de bacterii: Pseudomonas, Achromobacter, Proteus, Micrococcus, Flavobacterium, Aeromonas, Streptococcus şi Alcaligenes.

De asemenea, s-au izolat următoarele genuri de mucegaiuri: Thamnidium, Mucor, Rhizopus, Cladosporium (produce spot negru), Penicillium (produce pete verzi) şi Sporotrichum (produce spot alb).

La acestea se adaugă trei specii de drojdii: Candida, Torulopsis şi Rhodotorula. În carnea alterată se găseşte un număr relativ mai restrâns de microorganisme,

de obicei psihrofile, comparativ cu carnea relativ proaspătă, datorită temperaturii de păstrare la frigider.

Unele bacterii, în afară de acţiunea lor putrefiantă, produc coloraţii anormale. Astfel, Serratia marcescens produce pete roşii, Bacterium cyanogenes produce colonii albastre, Sarcina pete galbene. La acestea se adaugă petele de culoare produse de mucegaiuri.

Page 34: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Dinamica biochimică a procesului alterativ Microorganismele, prin enzimele elaborate, acţionează asupra tuturor

componentelor cărnii, însă, descompunerea substanţelor proteice este procesul biochimic principal.

Aminoacizii pot fi scindaţi de enzimele bacteriene prin decarboxilare, dezaminare şi prin ambele mecanisme concomitent.

Aminoacizii alifatici pun în libertate amine (baze alcaloide toxice) mai puţin toxice, cu tot numele lor impresionant ce li s-a dat: putresceină, cadaverină etc.) decât aminoacizii aromatici. Aceştia din urmă dau naştere la amine mai toxice, cunoscute sub numele de ptomaine. (gr. ptoma= stârv).

Prin acţiuni succesive şi comune de dezaminare, decarboxilare şi oxidare, aminoacizii şi în special cei aromatici sunt simplificaţi în produşi specifici putrefacţiei, cu miros specific, cum este fenolul, crezolul, scatolul, indolul etc.

Când această acţiune succesivă are loc asupra unor aminoacizi alifatici, cum este glicocolul, foarte adesea, se soldează cu formarea de amine trimetilate şi de betaine.

Betainele sunt toxice şi provoacă la consumatori salivaţie, vomismente şi convulsii.

Page 35: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

continuare Acţiunea bacteriilor aupra aminoacizilor cu sulf (cistină, cisteină,

metionină) duce la formarea unor produşi urât mirositori: mercaptani (tioalcooli), hidrogen sulfurat şi hidrocarburi saturate.

În urma acţiunii de dezaminare a aminoacizilor, rezultă în mod constant amoniac şi acizi graşi saturaţi şi nesaturaţi, ceto- şi oxiacizi. Astfel, prin dezaminarea hidrolitică produsă de bacterii proteolitice iau naştere oxiacizi şi amoniac.

Prin acţiunea reducătoare a bacteriilor anaerobe, în procesul de dezaminare se formează acizi graşi saturaţi şi amoniac. În urma denaturării aminoacizilor în decursul dezaminării se formează acizi graşi nesaturaţi şi amoniac.

Prin acţiunea microorganismelor sunt descompuse şi fosfatidele. Astfel, prin descompunerea lecitinei se formează colină care, prin oxidare, produce substanţe toxice: neurină, muscarină, trimetilamină.

Aceste transformări biochimice complexe nu se opresc la stadiile arătate, ci sunt conduse mai departe până la compuşi sau elemente simple.

Page 36: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

continuare Mecanismul de acţiune al microorganismelor este predominant

proteolitic, dar nu exclusiv. Se întâlnesc şi procese de lipoliză sau râncezire a grăsimilor prin hidroliză

şi oxidare. Hidroliza enzimatică este produsă de lipazele proprii tisulare ale cărnii şi

în special de lipaze elaborate de bacterii lipolitice şi de mucegaiuri. De asemenea, chiar dacă glucidele sunt nesemnificative ponderal în carne,

ele nu sunt scutite de acţiunea glicolitică a microorganismelor. Unii produşi rezultaţi sunt consideraţi indicatori biochimici ai prospeţimii. Astfel, amoniacul slab adiţionat creşte şi poate fi evidenţiat calitativ sau

determinat cantitativ, prezenţa indolului reflectă acţiunea de descompunere a triptofanului de către Escherichia coli sau unele suşe de Proteus ; hidrogenul sulfurat poate fi evidenţiat calitativ în urma descompunerii aminoacizilor cu sulf; pH-ul cărnii tinde spre alcalin, globulinele pot apărea şi pot fi puse în evidenţă în extract etc.

La carne se semnalează profunde modificări atât biochimice cât şi organoleptice, dintre care menţionăm pe cele de miros, culoare, aspect şi consistenţă.

Page 37: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Clasificarea tipurilor de alterare putrifică Fenomenul de alterare nu se desfăşoară în toate cazurile după mecanismul descris. Formele de manifestare pot fi variate şi multiple. Ele au fost grupate după cauze, mod de

exteriorizare şi mecanismul de producere în două grupe: • alterarea superficială • alterarea profundă În cazul alterării superficiale, microflora din aer, de pe ustensile, îmbrăcăminte, tegument

găseşte în carne condiţii favorabile de dezvoltare, iar dacă temperatura este mai ridicată, se dezvoltă foarte rapid. Microflora de suprafaţă a cărnii formează o masă vâscoasă, adezivă, de culoare cenuşie, imprimându-i şi un miros de neaerat.

Are loc la temperaturi de 0- 10 °C şi umiditate în depozite de 90%, când este favorizată dezvoltarea microorganismelor psihrofile şi psihrotrope ale genurilor Pseudomonas şi Psihrobacter.

La un nivel de 10 7 bacterii/cmp carne apare mirosul de putrefacţie iar la un nivel de 10 9 bacterii/cmp mirosul este însoţit de formarea de mucus.

La alterarea superficială se consumă mai întâi glucoza şi compuşii săi de oxidare, apoi lactatul, se formează NH3 prin catabolizarea creatinei şi creatininei.

În continuare bacteriile, în special cele din genul Pseudomonas atacă proteinele cu formarea de compuşi rău mirositori (sulfuri, esteri, amoniac, hidrogen sulfurat).

Culoarea cărnii se modifică prin formarea de sulf- mioglobină (culoare verzuie).

Page 38: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Alterarea profundă Are loc în cazul în care carnea este contaminată intern cu clostridii şi temperatura de

păstrare este >20°C. În prima etapă sunt active clostridiile glucidolitice (Cl. perfringens) , se formează CO2 şi

H2 carnea devenind buretoasă. În etapa a doua acţionează clostridiile proteolitice (Cl. sporogenes, Cl. putrificus) când se formează diferite amine toxice (histamină, tiramină, triptamină, cadaverină, putresceină, agmatină, spermină, spermidină, etc.), fenoli, crezoli, indol, scatol, mercaptan, etc.

Putrefacţiile profunde se împart în trei categorii: • verde- sulfhidroamoniacală; • mixtă • hidrolitică- proteolitică. Putrefacţia verde se caracterizează prin culoarea verde pe care o ia în special ţesutul

adipos, datorită reducerii oxihemoglobinei şi oximioglobinei în tiomethemoglobină şi respectiv tiometmioglobină, sub acţiunea hidrogenului sulfurat. Pe secţiunile făcute în aceste regiuni se percepe un miros amoniacal sau de hidrogen sulfurat.

Acest tip de putrefacţie se întâlneşte atunci când o carne, în general de calitate bună, este păstrată la o temperatură mai mare de 30˚C. Stratul de grăsime fiind rău conducător de căldură face ca o astfel de carne să se răcească mai lent.

Page 39: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

Putrefacţia mixtă este rezultanta acţiunii asociate a microflorei de putrefacţie. În general bacteriile au origine enterică: E.coli, Proteus, Bacillus subtilis, unii coci G+, ele traversează bariera intestinală la animalele neeviscerate, eviscerate tardiv sau sângerate defectuos.

Putrefacţia mixtă este tipul cel mai frecvent întâlnit la carne. Putrefacţia hidrolitică- proteolitică se întâlneşte mai ales la produsele conservate şi

se caracterizează prin apariţia de pete albe strălucitoare, sub forma unor granulaţii fine, la suprafaţa şi în profunzimea ţesutului muscular.

Acestea se datorează cristalizării tirozinei, rezultată în urma proteolizei substanţelor proteice. Tirozina cristalizează în condiţii de frig, deshidratare etc. Alterarea este localizată, nu prezintă pericol, însă atrage atenţia că produsul se găseşte la limita conservabilităţii.

Din porţiunile unde există cristale de tirozină s-au izolat stafilococi, diplococi şi uneori Bacillus subtilis.

Bacteriile din genul Proteus joacă un rol deosebit în procesele de putrefacţie. Punerea în evidenţă a bacteriilor cu activitate predominant proteolitică ca Pseudomonas, Achromobacter, Proteus, E.coli a bacililor anaerobi sporulaţi din genul Clostridium indică că este posibilă o alterare rapidă chiar atunci când carnea îşi păstrează încă proprietăţile organoleptice normale.

Page 40: TRANSFORMAREA MUŞCHIULUI

În condiţiile păstrării cărnii la temperaturi de 10...25°C poate avea loc alterarea totală (superficială şi profundă).

Practic alterarea totală începe cu alterarea aerobă superficială produsă de bacterii care au activitate endo- şi exopeptidazică, alterare care este favorizată şi de gradul de maturare a cărnii (prezenţa substraturilor uşor degradabile şi asimilabile).

Prin crearea condiţiilor de anaerobioză şi pH ridicat se favorizează în continuare alterarea de profunzime care modifică total caracteristicile senzoriale ale cărnii (aspect, culoare, consistenţă, miros), aceasta devenind toxică, ceea ce impune confiscarea.