Определение качества мяса в процессе его созревания

Определение качества мяса — одна из важнейших задач ветеринарно-санитарной экспертизы. Переход животноводства на промышленную основу и связанные с этим изменения условий содержания животных привели к появлению нестандартной продукции. Мясо одних животных отличается повышенной жесткостью, в мясе других не протекают процессы созревания.

Рутинные методы определения свежести мяса и степени его созревания либо весьма трудоемки и длительны, либо основаны на органолептике и, следовательно, необъективны.

Выгодно отличается от них ультразвуковой метод, позволяющий измерять сдвиговые характеристики, в частности сдвиговую вязкость биологических тканей.

Принцип действия ультразвуковых вискозиметров прост и основан на зависимости характера колебаний контактирующего со средой вибратора от ее вязкости.

Датчик прибора для измерений вязкоупругих свойств тканей представляет собой стержень, торец которого совершает крутильные колебания (рис. 5.1). Контакт с исследуемой средой обусловливает дополнительные потери энергии колебаний, затрачиваемой на возбуждение в среде поверхностных волн. Такие потери энергии приводят к уменьшению амплитуды вынужденных колебаний вибратора или более быстрому затуханию его свободных колебаний. Изменяется и частота резонансных колебаний.

Потери энергии вибратора пропорциональны Jrp (р — плотность, а т| - коэффициент сдвиговой вязкости среды). Следовательно, ультразвуковой сдвиговый вискозиметр позволяет исследовать и контролировать кинетику процессов в среде (в частности, в биологических тканях), сопровождающихся изменениями одного из этих параметров.

Рис. 5.1. Датчик прибора для измерения вязкоупругих характеристик мягких тканей, с помощью крутильных колебаний:

1 — электрическое соединение датчика с измерительным устройством; 2 — крепления стержня к корпусу; 3 — стержень из пьезоэлектрического материала, совершающий крутильные колебания; 4 — корпус датчика; 5 — исследуемая ткань И если плотность тканей животных близка к плотности воды и меняется в весьма ограниченных пределах, то сдвиговая вязкость существенно изменяется при нарушении межклеточных контактов, при чрезмерной гидратации или дегидратации тканей.

Созревание мяса проходит в несколько стадий. Сразу же после убоя мышцы, лишенные управляющих сигналов, расслабляются. Однако примерно через 3 ч мышечные волокна начинают сокращаться, вызывая развитие напряжения во всей системе мышц. Сокращение мышц (трупное окоченение), обусловленное распадом АТФ, достигает максимального развития через 10… 12 ч после убоя. Трупное окоченение обычно проходит через 2…3 суток.

Скорость процесса зависит от температуры, замедляясь по мере охлаждения мяса. При замораживании в мышечной ткани возникают кристаллы льда, рассекающие или сильно деформирующие мышечные волокна, а также нарушающие целостность клеточных мембран. При последующем размораживании из мяса выделяется сок, что приводит к его частичной дегидратации. При хранении мяса в неподходящих условиях в нем могут возникнуть и развиться процессы гниения, сопровождающиеся изменением структуры мышечных волокон, ослаблением механической связи между ними и т. д. Консистенция мяса изменяется, и оно становиться мягким.

Все стадии процессов, протекающих в мясе при созревании или хранении, имеют четко выраженные морфологические особенности, а сами процессы сопровождаются характерными изменениями вязкоупругих свойств мышечной ткани (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Изменение вязкости мяса при хранении.

Следует отметить, что непосредственно после убоя мясо различных животных одного вида может существенно отличаться по своим вязкоупругим характеристикам. Однако эти различия постепенно уменьшаются по мере созревания мяса и становятся пренебрежимо малыми через 30…40 ч. Чем выше начальное значение вязкости, тем меньше изменения вязкости в процессе трупного окоченения (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Наибольшие и наименьшие значения вязкости мяса кроликов в разные периоды созревания.

Это становится понятным, если учесть, что в момент убоя состояние животных и, следовательно, напряжение их мышц, скорость биохимических процессов и содержание АТФ в мышечной ткани могут быть разным, и очевидно, что эти различия становятся пренебрежимо малыми после распада АТФ и разрушения сократительных структур.

Мясо животных разных видов имеет разную начальную вязкость, которая зависит и от возраста животного, и от условий его содержания и кормления. Отличаются по вязкости и мышцы разных групп одного и того же животного.

Сравнение возможностей ультразвуковой вискозиметрии с рутинными методами оценки качества мяса — по запаху, по прозрачности и аромату бульона, по прозрачности бульона после добавления в него C11SO4, по изменению pH — показало, что сдвиговая вискозиметрия, как сама по себе, так и в комплексе с известными мегодами, позволяет легко и быстро оценивать качество мяса при его созревании, хранении, переработке.

Другой акустический измерительный прибор, измеряющий поглощение поверхностных крутильных колебаний, дает возможность оценить качество мяса и желированных пищевых форм, проследить за процессом созревания мяса и формированием желеобразного состояния ряда продуктов по их вязкоупругим свойствам.

Изменение консистенции молочных продуктов — сметаны, йогуртов, кефира, а также сыров — в процессе их приготовления и (или) хранения удобно отслеживать по поглощению и скорости распространения поверхностных волн. Прибор с точечными датчиками (рис. 5.3), не разрушающими поверхность исследуемого объекта, позволяет даже сквозь упаковку в течение нескольких секунд определить не только степень готовности различных сыров, йогуртов, сметаны и других продуктов сходной консистенции, но и наличие в их теле посторонних включений, в том числе областей, пораженных плесенью. Кроме того, он дает возможность определить степень заполнения упаковок из непрозрачных материалов, например жестяных банок.

Рис. 5.3. Точечные датчики с фиксированным расстоянием между преобразователями для измерения поглощения и скорости распространения поверхностных волн:

1,6 — датчики; 2 — демпфирующая прокладка; 3 — обойма держателя; 4 — электрический разъем; 5 — основание датчика Для измерения вязкости в пищевой промышленности удобны ультразвуковые вискозиметры, позволяющие непрерывно регистрировать ее изменения в технологических процессах. Эти и другие акустические приборы, предназначенные для измерения физико-химических свойств пищевых веществ и их композиций, а также состояния оборудования, например уровня заполнения бункеров, наличия механических дефектов в ответственных деталях технологических узлов, толщины органических и неорганических отложений на внутренних стенках рабочих емкостей и труб и т. д., широко применяются в пищевой промышленности.