Определение карбонильных соединений.

 

5.1 Порча мяса.

Органолептические показатели могут указывать на степень развития автолитических процессов, происходящих при хранении, а также на свежесть, характер и глубину микробиологических процессов.

Гнилостная порча начинается на поверхности, а затем проникает в толщу мяса, причем скорость порчи зависит от температуры и влажности окружающей среды, состояния поверхности (корочка подсыхания, порезы) и гистологической структуры, вида бактерий, возбуждающих гнилостный распад.

Различные виды порчи взаимосвязаны. Ослизнение, протекающее при повышенных температурах и относительной влажности воздуха более 90%, сопровождается сплошным ростом бактерий. Плесени, развивающиеся в кислой среде, сдвигают рН в щелочную сторону и подготавливают условия для жизнедеятельности гнилостных микроорганизмов.

В результате развития гнилостной микрофлоры происходит распад белка с образованием как первичных, так и вторичных продуктов гидролиза, оказывающих существенное влияние на органолептические показатели и пищевую ценность мяса.

В глубоколежащих слоях мышц структура ядер, поперечная и продольная исчерченность хорошо выражены, окраска равномерная. Это свидетельствует о хорошей сохранности структур мышечной ткани и наличии условий, которые исключают возможность размножения гнилостной микрофлоры, сопровождающейся изменением микроструктуры мяса.

Изменение структуры ядер мышечных волокон свидетельствует о первоначальных признаках снижения качества мяса под воздействием ферментов развивающейся в его поверхностных слоях гнилостной микрофлоры и говорит о начавшемся процессе гнилостного разложения тканей мяса.

Микроструктурные изменения, характеризующие порчу мяса, распространяются на большую глубину, чем размножающаяся гнилостная микрофлора, что указывает на значительно опережающее проникновение в глубь мяса ферментов последней и имеет большое диагностическое значение при установлении границ порчи мяса.

В процессе переработки и хранения жировой ткани убойной птицы или выделенных из нее жиров под влиянием биологических и физико-химических факторов происходят разнообразные превращения. Контакт жировой ткани мяса с кислородом воздуха, водой, микроорганизмами, металлами и т.п. вызывает физико-химические и биологические процессы, изменяющие свойства жирового сырья и тканей мяса. Интенсивность изменений зависит как от свойств сырья, так и от условий хранения. Окислительные и гидролитические процессы могут вызвать порчу жиров (схема). В результате изменяется их химический состав, ухудшаются органолептические показатели и пищевая ценность. Процессы гидролиза и окисления часто протекают одновременно, усиливая изменения жира.

Схема

Порча жиров

 

 

Окислительная

Гидролитическая

Жирные кислоты

                                                                                      

Глицерин

Одно-, двузаме- щенные глицериды

Пероксиды

                                                                                       

 

Прогоркание

 

Осаливание

    

 

Оксикислоты

Газы

Продукты конденсации

Альдегиды

Кетоны

Низ. Жир. К.

5.2 Определение карбонильных соединений

(альдегидов).

1) Качественные реакции на альдегиды.

Метод основан на способности альдегидов в кислой среде вступать в реакцию конденсации с многоатомными фенолами (флороглюцином, резорцином и др.), образуя окрашенные соединения.

Реакция с флороглюцином в эфире (по Крейсу). В пробирку помещают 3-5 г жира, расплавляют его на водяной бане, добавляют такие же объемы концентрированной соляной кислоты плотностью 1,19 г/см^3 и раствора флороглюцина в эфире массовой долей 1%. Пробирку закрывают резиновой пробкой и энергично встряхивают. При наличии альдегидов нижний слой в пробирке окрашивается в красный цвет.

Реакция с флороглюцином в ацетоне (по Видману). В пробирке расплавляют 3-5 г жира, добавляют к нему такой же объем раствора флороглюцина в ацетоне массовой долей 1% и 2-3 капли концентрированной серной кислоты, закрывают резиновой пробкой и встряхивают. При наличии альдегидов нижний слой содержимого в пробирке окрашивается в красный цвет.

Реакция с резорцином в бензоле (по Видману). К 3-5 г расплавленного в пробирке жира добавляют такие же объемы концентрированной серной кислоты и насыщенного раствора резорцина в бензоле. Пробирку закрывают резиновой пробкой и встряхивают. При наличии альдегидов появляется красно-фиолетовое окрашивание.

2) Количественное определение альдегидов основывается на измерении интенсивности окраски, развивающейся при взаимодействии альдегидов с бензидином

 

Результат определения условно выражают в виде бензидинового числа (Бч), показывающего содержание альдегидов в расчете на коричный альдегид в мг на 100 г жира.

Навеску жира массой 0,5-1,0 г (с точностью до 0,001 г) помещают в мерную колбу на 25 мл, растворяют в смеси этилового спирта с хлороформом (1:1) и доводят до метки. Полученный раствор наливают в кювету шириной 1 см и колориметрируют на фотоэлектроколориметре при длине волны 360 нм (светофильтр №2) по отношению к растворителю (спирт + хлороформ). Полученное значение оптической плотности характеризует окраску жира – D1.

Затем в колбу с притертой пробкой отбирают пипеткой с грушей 10 мл раствора жира, в другую колбу – 10 мл растворителя (хлороформ + спирт). В каждую колбу добавляют по 1 мл 0,5% раствора бензидина (в смеси 1:1 этилового спирта и ледяной уксусной кислоты), который готовят на один день.

Колбы с содержимом встряхивают и выдерживают 15 мин, после чего определяют оптическую плотность данного раствора жира по отношению к растворителю, обработанному бензидином – D2. Полученная величина оптической плотности характеризует плотность жира и присутствующих в нем альдегидов (5).

Оптическая плотность, обусловленная окраской, развивающейся в результате взаимодействия альдегидов с бензидином равна:

1,1D2 – D1  

где 1,1 – поправка на изменение объема при прибавлении к 10 мл испытуемого раствора жира 1 мл 0,5% раствора бензидина.

Содержание альдегидов (Бч) в миллиграммах коричного альдегида (Ка) на 100 г жира рассчитывается по формуле:

[(1,1D2 – D1)*0,0094 *V*100]/m*h

где 0,0094 – постоянная величина, показывающая, какое количество коричного альдегида приходится на единицу оптической плотности при 360 нм; V – объем, в котором растворена навеска жира, мл.

 

 

Степень порчи жира исследуют не только органолептически, но и различными химическими методами. Результаты определений обычно характеризуют условными единицами – кислотным, перекисным и другими числами (ГОСТ Р 51487-99). Гидролитическая порча жиров характеризуется накоплением свободных жирных кислот. Это может быть как следствием автолиза, так и результатом действия других факторов: кислот, щелочей, оксидов металлов и других неорганических катализаторов, а также ферментов микроорганизмов.

Под влиянием тканевых липаз наблюдается гидролитический распад триглицеридов, в результате чего отмечается нежелательное для качественной характеристики жира накопление свободных жирных кислот, выражающееся в повышении кислотного числа жира. В свежей жировой ткани, только что извлеченной из туши, кислотное число не велико и не превышает 0,05-0,2. Скорость и глубина гидролиза жира зависят от температуры (рис. 2).

 

Рис. 2. Изменение кислотного числа почечного свиного жира-сырца в процессе хранения при температуре: 1 – 22 С, 2 – 4,4 С

Появление в жире при гидролитическом распаде небольшого количества высокомолекулярных жирных кислот не вызывает изменения вкуса и запаха продукта. При наличии в составе триглицеридов низкомолекулярных кислот при гидролизе могут образовываться капроновая и мясляная кислоты, обладающие неприятным запахом и специфическим вкусом, резко ухудшающими органолептические свойства продукта.

В топленых жирах автолитического расщепления жира, как правило, не наблюдается. Это объясняется инактивацией содержащейся в жировой ткани липазы при достижении температуры 60С в процессе вытопки. Гидролитическая порча топленого жира возможна при наличии влаги, обсеменении микрофлорой, неполной денатурации белков при вытопке жира или в присутствии неорганических катализаторов.

В процессе хранения и переработки жиров возможны их окислительные изменения, которые могут протекать с различной скоростью, глубиной, иметь различную направленность в зависимости от природных свойств жира и условий окисления.

Окисление жиров (автоокисление) протекает при низких температурах в присутствии газообразного кислорода.

О начале и глубине окисления жира судят по величине перекисного числа. В свежем жире пероксидов нет. На начальных стадиях окисления в течение некоторого времени химические и органолептические показатели жира почти не изменяются. Этот период, имеющий для различных жиров разную продолжительность, называют индукционным. После окончания индукционного периода жир начинает портиться (рис. 3), что сопровождается увеличением перекисного числа и изменением органолептических свойств жира. Наличие индукционного периода объясняется малым количеством частиц с повышенной кинетической энергией (возбужденных или свободных радикалов) в начале процесса.

 

Рис. 3. Накопление пероксидов при окислении топленого свиного жира при 90 С

Продолжительность индукционного периода зависит от массовой доли естественных (каротиноиды, токоферолы, лецитин, витамины А и К) или искусственных (производные фенола, бутилоксианизол, бутилокситолуол) антиокислителей, природы жира и условий хранения. Механизм действия антиокислителей состоит в их более активном взаимодействии со свободными радикалами и кислородом воздуха, за счет чего радикалы выводятся из сферы реакции и цепь обрывается.

Существует много способов определения кислотного и перекисного чисел. Стандартный метод (ГОСТ 7636-85, п. 7.9) определения кислотного числа основан на взаимодействии свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира, с гидроксидом калия (или натрия) (5). Для определения перекисного числа существуют модифицированные методы (метод Якубова) и стандартные (например йодометрический) (8).

Метод Якубова основан на определении содержания перекисей в пищевых продуктах. Перекиси, содержащиеся в предварительно обезвоженном хлороформном растворе жира продукта (экстракте, полученном прессованием) выявляют после фильтрации экстракта по их реакции с йодистым калием в присутствии ледяной уксусной кислоты и слабого раствора серной кислоты (0,24 моль/дм^3, или 0,24N), с последующим титрованием свободного йода раствором серноватокислого натрия в присутствии крахмала.

Йодометрический способ основан на взаимодействии перекисей, содержащихся в жире, с йодистоводородным калием в присутствии ледяной уксусной кислоты с выделением йода, который оттитровывают раствором тиосульфата натрия. Количество йода, эквивалентное содержащимся в 1 г жира перекисным и гидроперекисным группам, определяют титрованием выделившегося свободного йода водным раствором тиосульфата натрия, имеющим молярную концентрацию 0,01 моль/дм^3 или 0,01N в присутствии крахмала до исчезновения синего окрашивания раствора.

На примере мяса тунца были проведены исследования по определению перекисного числа жира различными способами. В табл. 8 даны результаты определения перекисного числа на примере необескровленного тунца, охлажденного в морской воде.

Таблица 8

Изменение перекисного числа мяса тунца, необескровленного охлажденного в морской воде, в процессе хранения (в % I2 на 100 г продукта)

Способы определения перекисного числа	Продолжительность холодильного хранения, сут				Примечание
	0	1	4	6
По Лазаревскому	3,81	12,86	1,32	3,77	Температура охлажденной морской воды 0-2 С, соотношение вода:рыба = 1:1
По Якубову	8,92	20,30	8,75	15,68
комбинированный	7,61	18,83	7,34	10,84

           

Основное отличие методики Якубова от методики Лазаревского заключается в добавлении в жировую мисцеллу раствора серной кислоты, играющего роль катализатора в окислении жирных кислот, а также в выдержке мисцеллы в темном месте в течение 3 минут.

Как видно из таблицы 8, динамика окисления липидов, определенная всеми тремя способами, аналогична, но количество продуктов окисления, выявленное модифицированным способом и, особенно методом Якубова, превышало аналогичный показатель, рассчитанный по методике Лазаревского. Максимум окоченения мяса тунцов, зафиксированный на 4 сутки хранения, совпал с началом окисления липидов, а расслабление мышечной ткани сопровождалось более сильными окислительными процессами, идущими в мясе тунцов на 6 сутки хранения (8).

 

Заключение

Задача адекватной оценки качества мясных продуктов на основе большого количества единичных характеристик в настоящее время в основном решена. Проблемой остается набор этих характеристик, которые разнообразны и не систематизированы.

Для создания программного обеспечения, оперативности и точности оценок, использования показателя качества в экономических расчетах необходимо формализовать критерии качества, то есть представить их в виде массива цифровых данных, отражающих как величину отдельных показателей, так и функциональные связи между ними. Такие задачи могут быть решены на базе квалиметрической оценки качества. В результате ряда упорядоченных операций по выбору, измерению и оценке свойств исследуемого объекта квалиметрия дает возможность получить показатель его качества в виде некоторой цифровой величины, что позволяет использовать ее в алгоритме управления технологическим процессом.

В последнее десятилетие автоматизация процессов пищевых технологий привела к созданию устройств, позволяющих регистрировать накопление, распад и взаимодействие различных веществ и изменение их состояния при самых низких концентрациях. Эти устройства, получившие названия «сенсоры», уже достаточно широко используются на различных этапах производства мясной продукции.

Сенсоры контролируют большее количество параметров (цвет, температуру, массу и влажность), чем органы человека, причем бесконтактным способом. При этом могут быть использованы видеосистемы, работающие как в видимой области, так и в области g-лучей. В частности, с помощью рентгеновского излучения определяют наличие в продукте загрязняющих веществ. Для поточного контроля продукции предлагается также использовать ВЧ- и звуковое излучение, ближнее ИК-излучение.

 

 

Список используемой литературы

1. Антипова Л.В. Методы исследования мяса и мясных продуктов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 2000. – 378 с.

2. Базарова В.И. и др. Исследование продовольственных товаров. – М.: Экономика, 1986. – 295 с.

3. ГОСТ 7702.0-74 – Мясо птицы. Методы отбора образцов. Органолептические методы оценки качества. – М.

4. Журавская Н.К., Алехина Л.Т., Отряшенкова Л.М. Исследование и контроль качества мяса и мясопродуктов. – М.: Агропромиздат, 1985. – 291 с.

5. Ковалева И.П. Методические указания к лабораторной работе №10 «Исследование качества жира» для студентов высших учебных заведений специальности 1010 «Технология рыбных продуктов» КТИРПХ, 1988. – 50 с.

6. Колесников В.Т. и др. Товароведение пищевых продуктов. – Киев.: Высшая школа, 1976. – 226 с.

7. Матрозова С.И. Технохимический контроль в мясной и птицеперерабатывающей промышленности. – М.: Пищевая промышленность, 1977. – 183 с.

8. Семенов Б.Н. Методическое пособие к лабораторной работе по определению модифицированными способами перекисного числа для студентов высших учебных заведений специальности 27.09 «Технология рыбных продуктов». – КТИРПХ, 1992. – 21 с.

9. Сертификация пищевых продуктов и продовольственного сырья в Российской Федерации. – М., 1996. – 191 с.

10. Сырье и продукты пищевые. Методы определения токсичных элементов ГОСТ 26929-86, 26927-86, 26928-86, 26930-86, 26935-86.